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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen Sauggreifer zum Vereinzeln und Anheben von Werkstücken von flexiblen, flächigen Materialien wie Folien, Papier, Textilien und dergleichen Materialbahnen/Materialblättern vorzugsweise Verpackungsmaterial/Verpackungsbeutel. Der Sauggreifer weist einen gebogenen Balgsauger auf, der an seinem oberen Abschnitt, vorzugsweise seiner Anschlussöffnung an einem Halter befestigt ist. Vorzugsweise ist der gebogene Balgsauger an seiner Ansaugöffnung mit einer Wippe gekoppelt/koppelbar, die schwenkbar mit dem Halter verbunden ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Vor allem in der Verpackungstechnik werden flexible, flächige Werkstücke wie leere oder befüllte Verpackungsmaterialien, Folien, Kartons, Beutel mittels Greifern ergriffen und verfahren. Auf diese Weise ist es möglich, Werkstücke von einem ersten Punkt zu einem zweiten definierten Punkt zu transportieren und gegebenenfalls auszurichten. Beim Ergreifen der Werkstücke ist es dabei vor allem bei Werkstücken, bei denen die Oberfläche oder der Inhalt nicht beschädigt werden dürfen, vorteilhaft, einen sogenannten Sauggreifer zu verwenden, der schonender mit dem Werkstück umgeht.
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Sauggreifer weisen meist sogenannte Balgsauger aus einem Ziehharmonika - artig verformbaren Material, insbesondere einem flexiblen/elastischen Kunststoff, auf, die nach Art eines Saugnapfes auf die im Wesentlichen glatte Oberfläche des Werkstücks aufgesetzt werden, um dann den Innenraum des Balgsaugers über eine Unterdruckleitung zu evakuieren. Balgsauger sind Vakuum-Komponenten, vorzugsweise für Vakuum-Sauggreifer besonders bevorzugt in der Verpackungsindustrie. Vor allem runde Balgsauger mit einer ausgewählten Faltenanzahl in Axialrichtung des Balgsaugers werden zur Handhabung empfindlicher Werkstücke verwendet, da beim Aufsetzen des Balgsaugers auf das Werkstück ein Dämpfungseffekt durch der Falten und gegebenenfalls weicher Dichtlippen erreicht wird.
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Das Werkstück wird mittels Unterdruck an dem Balgsauger gehalten und kann transportiert werden. Wenn das Werkstück von dem Balgsauger gelöst werden soll, wird der Unterdruck in dem Balgsauger durch Umgebungsdruck oder einen geringen Überdruck ersetzt.
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Grundsätzlich hat ein herkömmlicher Balgsauger eine gerade Zylinderform mit axialbeabstandeten Faltenringen nach Art einer Ziehharmonika. Der Balgsauger definiert so einen Hohlraum/Innenraum, der dann durch eine Unterdruckleitung, die an einer stirnseitig ausgebildeten Anschlussöffnung angeschlossen/anschließbar ist, evakuiert wird, während an einer stirnseitig angeordneten Öffnung gegenüber der Anschlussöffnung das Werkstück angesaugt und nach Verschließen der Öffnung durch das Werkstück der Balgsauger infolge des sich aufbauenden Unterdrucks in Axialrichtung zusammengezogen wird. Auf diese Weise erzeugt der Balgsauger einen Hubweg für das Werkstück.
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Folienverpackungen sind in der Verpackungsindustrie insbesondere in der Lebensmittel- oder Medizintechnik aus Hygienegründen sehr wichtig. Ihre sichere und zuverlässige, automatische Handhabung ist jedoch besonders problematisch, weil die biegeflexiblen Beutel oder Folien aus unterschiedlichsten Materialien hergestellt sind, viele verschiedene Formen und/oder Strukturen aufweisen können und natürlich nicht beschädigt werden dürfen. Prozesssicheres Greifen erfordert daher eine optimale Abdichtung des Saugers auf dem Beutel, der Folie oder dergleichen, vor allem, wenn diese Falten bilden, einen geringen Füllgrad haben oder beim Handhabungsprozess geschwenkt werden sollen. Der Balgsauger ist deshalb mit einer Dichtlippe ausgestattet, die sich gut an das Werkstück, z.B. die Folie, anpasst und anlegt. Entscheidend ist das sofortige Greifen des Beutels sobald ein leichter Kontakt mit der Werkstückoberfläche besteht. Das schont das Verpackungsmaterial und beschleunigt den Greif- bzw. den Aufnahmevorgang.
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Verpackungsmaterialien wie beispielsweise Beutelverpackungen oder auch andere Werkstücke werden meist in Stapeln geliefert. Um ein Produkt in diese Beutelverpackungen zu geben, müssen die Beutelverpackungen daher zuerst vereinzelt werden, also von dem Stapel einzeln separiert werden. Danach müssen die Beutel geöffnet und anschließend mit dem zu verpackenden Produkt befüllt werden.
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Dabei hat sich herausgestellt, dass es zur besseren Vereinzelung von Werkstücken aus flexiblen, flachen Materialien wie vorgefertigten Beuteln/Folien/Textilien vorteilhaft ist, dass Luft möglichst ungehindert von den Rändern des anzuhebenden Werkstücks strömen kann. Besonders gut gelingt dies, wenn die Ränder des anzuhebenden Werkstücks nach oben gebogen werden und das Werkstück aus flexiblem, flachem Material (Folie, Beutel) dann von außen nach innen (d.h. vom äußeren Rand ausgehend) von einem unmittelbar darunter sich befindenden Werkstück (Folie, Beutel) des Werkstückstapels abgeschält wird.
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Stand der Technik
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Zur praktischen Umsetzung der vorstehend beschriebenen Ansaug-/Vereinzelungstechnik wurden im Stand der Technik folgende Vorschläge unterbreitet:
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In der
US5921541 wird eine Saugvorrichtung zur Handhabung von Werkstücken offenbart, wobei ein zylindrischer Balgsauger zum Greifen von Werkstücken verwendet wird. Dabei wird die Ansaugöffnung des Balgsaugers durch ein anzusaugendes Werkstück verschlossen, wodurch der sich nun aufbauende Unterdruck im Balgsauger ein axiales Zusammenziehen/Verkürzen des Balgsaugers bewirkt. Der Balgsauger wird am Umfangsrand der Ansaugöffnung von einem Halter umgriffen, der schwenkbar befestigt ist. Somit werden der Halter und damit die Ansaugöffnung des Balgsaugers geschwenkt, wodurch das angesaugte Werkstück nicht parallel sondern in einer Schwenk-/Abschälbewegung von einem darunter liegenden Werkstück abgehoben wird.
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Ein Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass der schwenkbare Halter zwingend notwendig ist, um dem Balgsauger eine kreisbogenförmige Zusammenziehbewegung zu geben.
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Die
DE 20 2011 101 231 U1 offenbart einen Sauggreifer, insbesondere ein Faltenbalgsauggreifer, zum Ansaugen von Werkstücken, um diese handhaben zu können, mit einem Unterdruckanschluss, einer Befestigungsschelle, über welche Kräfte eingeleitet werden können und einem einseitig offenen Saugkörper/Balgsauger, wobei eine offene Stirnseite des Balgsaugers eine am Werkstück anliegende Ansaugöffnung bildet. Zudem ist ein Dichtelement als aufgeschäumte Dichtmasse an der Ansaugöffnung ausgebildet.
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Trotz der durch den Halter verursachten gewinkelten/kreisbogenförmigen Anhebung des angesaugten Werkstückes kommt es häufig vor, dass mehrere Beutel auf einmal angehoben werden, die deshalb durch seitliches Verfahren des Balgsaugers an der Stapelbox/am Beutelmagazin abgestreift werden müssen, was zu einem erhöhten Zeitaufwand, Fehlern und somit zu Kosten führt.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Sauggreifer der vorstehend beschriebenen Gattung bereitzustellen, der beständig nur ein Werkstück greift und vereinzelt, was zu einer Verringerung der Arbeitszeit und somit zu geringeren Kosten führen soll. Des Weiteren sollen durch die einfache Ausführungsform/ Bauform des Sauggreifers unnötige Bauteile eingespart werden, was in einer einfacheren und kostengünstigen Herstellung des Sauggreifers resultieren soll.
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Diese Aufgabe wird durch einen Sauggreifer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht.
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Der Kern der vorliegenden Erfindung besteht darin, den im Wesentlichen zylinderförmigen Balgsauger in Konstruktionslage (d.h. in nicht evakuiertem Zustand) in seiner Axialrichtung zu krümmen, also nicht gerade verlaufen zu lassen. Wird ein im nicht belasteten Zustand in Längsrichtung (vor-)gekrümmter/gebogener Balgsauger druckbelastet, d.h. evakuiert, führt dieser eine Zusammenziehbewegung in Axialrichtung längs eines Kreisbogens aus, in einem besonderen Fall ohne dass hierfür eine äußere Zwangsführung erforderlich wäre. Da eine stirnseitige Ansaugöffnung am Balgsauger ebenfalls diesem Kreisbogen folgt, derart, dass die durch die Ansaugöffnung aufgespannte Ebene im Wesentlichen immer den gleichen Winkel zum Kreisbogen (dessen jeweiliger Tangente) beibehält (vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Kreistangente), wird dadurch ein angesaugtes Werkstück, etwa ein Blatt, eine Folie, ein Beutel oder dergleichen biegeflexibles Flächenmaterial in einer Abschälbewegung vom Untergrund zuverlässig abgehoben. In wieder anderen Worten ausgedrückt, besteht der Sauggreifer somit aus dem zylinderförmigen Balgsauger insbesondere der Faltenbalgbauart, mit der Ansaugöffnung an einer axial unteren Stirnseite des Balgsaugers, zum Ansaugen von Werkstücken, und einer Unterdruck-Anschlussöffnung an einer oberen Stirnseite des Balgsaugers. Des Weiteren besteht der Sauggreifer aus einem Halter, der den Balgsauger im Bereich seiner oberen Stirnseite hält, derart, dass durch das Evakuieren des Balgsaugers die untere Stirnseite aus einer Konstruktionslage bei nicht evakuiertem Balgsauger in Richtung hin zu der oberen Stirnseite in eine Hublage bei evakuiertem Balgsauger anziehbar ist, wobei der Balgsauger in Konstruktionslage in Axialrichtung bogenförmig gekrümmt ist. Vorzugsweise weist dabei der Balgsauger eine bogenförmige Eigenkrümmung auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Sauggreifer/ Ansaugvorrichtung demzufolge aus einem bereits vorgebogenen Balgsauger/Saugkörper, insbesondere einem Faltenbalgsauger, zum Ansaugen von Werkstücken, der an seiner oberen (Unterdruckanschluss-)Stirnseite vorzugsweise an dem Halter befestigt ist. Des Weiteren kann der Balgsauger mit der entsprechenden Vorkrümmung oder auch in gerader Grundausführung (im nicht evakuiertem Zustand nicht vorgekrümmt) an seiner unteren Ansaugöffnungs-Stirnseite weiter vorzugsweise mit einer Wippe gekoppelt ist, die schwenkbar mit dem Halter verbunden ist. Der Halter ist dabei in einem Winkel zu der Wippe angeordnet, welche die (Vor-)Biegung / (Vor-) Krümmung des Balgsaugers im nicht evakuierten Zustand unterstützt oder im Fall der geraden Grundausführung im nicht evakuierten Zustand generiert. In wieder anderen Worten ausgedrückt hält die Wippe den Balgsauger im Bereich seiner unteren Stirnseite derart, dass der Balgsauger zwischen dem Halter und der Wippe in Axialrichtung des Balgsaugers eine bogenförmige Krümmung erhält oder beibehält. Dabei ist die Wippe vorzugsweise mit dem Halter derart gekoppelt, dass die untere Stirnseite des Balgsaugers bei dessen Evakuierung längs der bogenförmigen Krümmung in Richtung hin zur oberen Stirnseite durch die Wippe geführt wird. Vorteilhafterweise ist die Wippe scharnierartig mit dem Halter gekoppelt und/oder die Wippe ist biegeelastisch.
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In anderen Worten ausgedrückt ist als Sauggreifer somit bevorzugt eine Vorrichtung/ein System aus mehreren Bauteilen/ Komponenten/ Elementen zu verstehen, der durch das Ansaugen, mittels Unterdruck, Werkstücke greift. In der vorliegenden Erfindung hat der Sauggreifer zumindest einen Balgsauger der Faltenbalgbauart, der in Konstruktionslage (d.h. in nicht evakuiertem Zustand) eine Krümmung in dessen Axialrichtung aufweist oder erhält, derart, dass dessen jeweilige Stirnseiten (die jeweils senkrecht zur Mittelachse des Balgs stehen) einen Winkel kleiner 90°, vorzugsweise ca. 45° einschließen. Entweder, wird diese Krümmung in Konstruktionslage durch eine Vorkrümmung des Balgsaugers in nicht evakuiertem Zustand hergestellt oder der Balgsauger (vorgekrümmt oder gerade) wird zwischen einem (oberen) Haltearm und einem (unteren) Wippenarm entsprechend eingespannt, die pinzettenartig vorzugsweise gelenkig miteinander gekoppelt sind, wodurch die entsprechende Krümmung sowie die Ausrichtung der beiden Stirnseiten des Balgsaugers gemäß vorstehender Beschreibung in Konstruktionslage (nicht evakuiert) erzwungen wird.
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Vorzugsweise hat der Sauggreifer demnach drei Elemente, nämlich den Halter, die Wippe/den Wippenarm und den bevorzugt vorgekrümmten oder geraden Balgsauger. Vorzugsweise ist der Balgsauger an seinem anschlussseitigen Endabschnitt direkt mit dem Halter/Haltearm verbunden, der Halter/Haltearm direkt mit der Wippe gekoppelt und die Wippe direkt mit dem Balgsauger an dessen ansaugseitigen Endabschnitt verbunden.
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Unter dem Begriff „Werkstücke“ sind im vorliegenden Fall nicht beschränkend Verpackungsmaterialen wie Folien, Kartons/Papier/Textilien und/oder Beutel, insbesondere Schweißbeutel, zu verstehen. Diese Verpackungsmaterialien können sowohl leer als auch gefüllt mit dem Sauggreifer ergriffen, vereinzelt und transportiert werden. Besonders bevorzugt sind Werkstücke in diesem Fall Schweißbeutel, die in Stapeln angeordnet sind und vereinzelt werden müssen. Natürlich kann der Sauggreifer der vorstehenden Art auch mehr als einen Balgsauger aufweisen, der nach dem erfindungsgemäßen Prinzip arbeitet.
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Balgsauger sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Gemäß der Erfindung ist der Balgsauger in seiner Konstruktionslage (nicht evakuierter Zustand) aber nicht gerade-zylindrisch sondern gekrümmt-zylindrisch vorgeformt, wobei die Ansaugöffnung an der einen Stirnseite des Balgsaugers im Wesentlichen senkrecht zur Balgmittelachse (deren Achstangente) ausgerichtet ist. Dabei sei festzuhalten, dass unter dem Begriff „zylindrisch“ nicht notwendiger Weise im Querschnitt ein Kreis sondern auch eine davon abweichende Querschnittsform z.B. ein Oval oder ein Vieleck wie ein Quadrat zu verstehen ist. Ferner kann bei dem Sauggreifer die an der oberen Stirnseite des Balgsaugers vorgesehene Anschlussöffnung an einem Halter, vorzugsweise an einem gewinkelten Halter befestigt sein. Besonders bevorzugt wird die Anschlussöffnung des Balgsaugers über ein am Halter bzw. einem Haltearm vorstehendes Rohr gestülpt, das sich in Richtung hin zur Ansaugöffnung an der unteren Stirnseite des Balgsaugers erstreckt, und dabei so dichtend koppelt, dass keine Leckageluft in die Saugkammer, also das Innere des Balgsaugers, gelangen kann. Der Balgsauger kann auch mittels Schraubschellen oder dergleichen an dem Rohr befestigt sein oder alternativ auch nur an seiner Anschlussöffnung an dem Halter, bzw. dem Halterarm verklebt sein. Das Rohr wiederum ist mit dem Halterarm verbunden vorzugsweise durch schweißen oder löten. Alternativ kann der Balgsauger aber auch an seiner Außen-/Umfangsseite von dem Halter/Haltearm gehalten werden. In anderen Worten ausgedrückt, kann der Halter/Haltearm eine vorzugsweise runde Öffnung/Durchgangsbohrung aufweisen, durch die der Balgsauger, bzw. das eine axiale Ende des Balgsaugers das die Anschlussöffnung aufweist, gesteckt werden kann. Es können aber auch andere vergleichbare Haltearten verwendet werden.
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Die Anschlussöffnung des Balgsaugers ist bevorzugt geeignet und angepasst, um direkt an eine Unterdruckleitung oder indirekt über den Halter an die Unterdruckleitung angeschlossen zu werden. Die Ansaugöffnung des Balgsaugers zum Ansaugen/Anhaften auf einem Werkstück, liegt der Anschlussöffnung gegenüber.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Vorkrümmung des Balgsaugers so gewählt, dass die beiden (jeweils senkrecht zur Balgachse sich ersteckenden) Stirnseiten des Balgsaugers einen Winkel kleiner 90°, vorzugsweise ca. 45° einschließen. Demnach kann der bevorzugt angeordnete Halter bzw. der Haltearm ebenfalls angewinkelt sein, vorzugsweise in einem Winkel kleiner 90° (vorzugsweise ca. 45°) zur unteren Stirnseite (bzw. zur Ansaugöffnungsebene) des Balgsaugers, d.h., zu der Werkstückebene. In anderen Worten hat der Halter einen Haltearm, der in seinem Mittenabschnitt angewinkelt ist, derart, dass dessen dem Balgsauger zugewandter Endabschnitt im Wesentlichen parallel zu der oberen Stirnseite des Balgsaugers und dessen dem Balgsauger abgewandter Endabschnitt im Wesentlichen parallel zu der unteren Stirnseite des Balgsaugers verläuft, wobei die beiden Stirnseiten des Balgsaugers bevorzugt einen Winkel kleiner 90°, weiter bevorzugt einen Winkel zwischen 30° und 60° und weiter bevorzugt einen Winkel von ca. 45° einschließen.
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Weiterhin kann der Halter bzw. der Haltearm an seinem dem Balgsauger abgewandten Ende mit einer Wippe/einem Wippenarm gelenkig gekoppelt sein, der an dem Balgsauger im Bereich seiner unteren Ansaugöffnung fixiert sein kann (diesen hält). Die (wirksame) Länge des Haltearms sowie der Wippe/des Wippenarms ausgehend von deren gemeinsamen Kopplungsstelle entsprechen im Wesentlichen dem Radius der Balgsauger-Krümmung, wodurch die kreisbahnartige Zusammenziehbewegung des Balgsaugers infolge Unterdruck-Beaufschlagung durch die Wippe/den Wippenarm unterstützt oder bewirkt wird.
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Schließlich kann die Wippe/der Wippenarm im Bereich ihrer/seiner Kopplungsstelle mit dem Haltearm zu einem Andrückknauf ausgeformt sein, der als Gegenhalter verwendet werden kann. D.h. bei einem Ansaug- und Vereinzelungsvorgang kann der Andrückknauf gegen die Oberseite eines anzusaugenden Werkstücks wie Folie oder Beutel angedrückt und dabei die Ansaugöffnung des Balgsaugers auf der Oberseite des Werkstücks aufgesetzt werden. Sobald der Balgsauger evakuiert wird, hebt die Ansaugöffnung längs der gebogenen Balgachse ab, wodurch das Werkstück in einer Art Abschälbewegung von einem unmittelbar darunter liegenden Werkstück abgehoben wird. Diese Abschälbewegung wird durch den aufliegenden Andrückknauf zusätzlich unterstützt.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert.
- 1 zeigt einen Balgsauger gemäß dem Stand der Technik als Referenzdarstellung,
- 2a und 2b zeigen einen Sauggeifer mit Balgsauger und Halter/Haltearm gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Konstruktionslage (2a) und in evakuiertem Zustand (2b),
- 3 zeigt einen Sauggreifer gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einen Balgsauger vorzugsweise gemäß der 2a, 2b, der an einer Wippe angebracht ist,
- 4 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Sauggreifers in Konstruktionslage in einer Kontaktierposition mit einem flachen, flexiblen Werkstück wie Verpackungsbeutel, und
- 5 zeigt eine schematische Seitenansicht des Sauggreifers gemäß 4 in evakuiertem Zustand in einer Transportposition.
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Figurenbeschreibung
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Die 1 zeigt einen Balgsauger 1 gemäß dem Stand der Technik in einer perspektivischen Seitenansicht und in einer perspektivischen Bodenansicht.
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Der vorzugsweise zylinderförmige Balgsauger 1 der Faltenbalg-Bauart weist eine (obere) Anschlussöffnung 2 auf, die axial gegenüberliegend zu einer (unteren) Ansaugöffnung 4 angeordnet ist. Der Balgsauger 1 bildet in Richtung Ansaugöffnung 4 umfängliche Falten 6 aus, die ein flexibles/elastisches Stauchen des Balgsaugers 1 in dessen Axialrichtung (nach dem Ziehharmonika-Prinzip) ermöglichen. An dem unteren Ende des Balgsaugers 1, an dem die Ansaugöffnung 4 ausgebildet ist, umgibt eine Dichtlippe 8 die Ansaugöffnung 4.
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In den 2a, 2b ist nunmehr ein Sauggreifer 100 gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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Demnach ist ein Balgsauger 101, wie er anhand der 1 grundsätzlich beschrieben ist, in seiner axialen Erstreckung vorgekrümmt. D.h. der Balgsauger 101 weist in Konstruktionslage (nicht evakuiertem Zustand) gemäß der 2a keine gerade sondern eine vorgekrümmte Längserstreckung (mit gekrümmter Mittelachse) auf. Die beiden axialbeabstandeten Stirnseiten des Balgsaugers 101 sind dabei im Wesentlichen senkrecht zur Mittelachse (bzw. der entsprechenden Achstangente) ausgerichtet. An der oberen Stirnseite ist ein eine Anschlussöffnung 102 ausbildender Anschlussstutzen 110 angeformt, der sich im Wesentlichen senkrecht zur oberen Stirnseite erstreckt, wohingegen in der unteren Stirnseite eine Ansaugöffnung 104 ausgebildet ist, die vorzugsweise von einer (napfförmigen) Dichtlippe 108 umgeben ist, wobei der Balgsauger 101 in Richtung Ansaugöffnung 104 auch umfängliche Falten 106 ausformt.
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Die beiden Stirnseiten schließen einen Winkel mit vorbestimmtem Winkelmaß vorzugsweise kleiner 90° ein. Bevorzugt beträgt der Winkel etwa 30° bis 60°, weiter bevorzugt etwa 45°.
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An der oberen Stirnseite des Balgsaugers 101 ist ein Halter 112 angeordnet. Der Halter 112 hat einen Haltearm 114, an dessen einem Endabschnitt ein Rohrstutzen 116 fixiert z.B. angeschweißt ist, dessen Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser der balgseitigen Anschlussöffnung 102 entspricht. Demnach kann der Rohrstutzen 116 dichtend in die Anschlussöffnung 102 des Balgsaugers 101 eingeführt und darin fixiert werden, etwa indem eine Manschette oder Rohrschelle um den oberen Anschlussstutzen 110 gelegt wird.
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Wie aus der 2a zu entnehmen ist, ist der Haltearm 114 derart in sich abgewinkelt, dass die Rohrstutzenachse im Wesentlichen koaxial zur Längsachse des Anschlussstutzens 110 in Konstruktionslage des Balgsaugers 101 verläuft, wohingegen sich ein dem Rohrstutzen 116 abgewandter Endabschnitt des Haltearms 114 im Wesentlichen parallel zur unteren Stirnseite des Balgsaugers 101 in Konstruktionslage erstreckt.
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Die Funktionsweise des Sauggreifers 100 gemäß der 2a und 2b lässt sich wie folgt zusammenfassen:
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Zunächst wird der Balgsauger 101 in Konstruktionslage derart auf ein Werkstück 118 wie z.B. einen Beutel oder eine Folie aufgesetzt, dass sich die an der unteren Stirnseite vorgesehene Dichtlippe 108 dichtend an der Oberseite des Werkstücks 118 anlegt. Der Haltearm 114 wird dabei in einer Position festgehalten, in der sich dessen vom Balgsauger 101 abgewandter Endabschnitt im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Werkstücks 118 ausrichtet. Dies ist in der 2a gezeigt.
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Anschließend wird der Innenraum des Balgsaugers 101 über eine an die obere Anschlussöffnung 102 angeschlossene Evakuiereinrichtung (z.B. Saugpumpe, nicht weiter gezeigt) evakuiert. Da der Halter 112 unbeweglich festgehalten wird, bewirkt der dabei entstehende Unterdruck im Innenraum des Balgsaugers 101 zunächst ein dichtendes Anziehen des Werkstücks 118 gegen die untere Ansaugöffnung 104 und dann ein Ziehharmonika-artiges axiales Zusammenziehen des Balgsaugers 101, indem die untere Stirnseite des Balgsaugers 101 längs einer Kreisbahn (entspricht in etwa der bogenförmigen Mittelachse des Balgsaugers 101) in Richtung hin zur oberen Stirnseite in eine Hublage angezogen wird und dabei das angesaugte Werkstück 118 vom Untergrund z.B. einem weiteren Werkstück abschält, d.h. von dessen Außenrand in Richtung hin zu dessen Mittenabschnitt fortlaufend abhebt. Dies ist in der 2b gezeigt.
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Durch die (Vor-)Krümmung des Balgsaugers 101 im nicht evakuierten Zustand (Konstruktionslage) lässt sich die Ansaugöffnung 104 sicher auf der Oberseite des anzuhebenden Werkstücks 118 aufsetzten und dieses mit evakuieren des Balgsaugers 101 abschälartig anheben. Da die Ansaugöffnung 104 immer im Wesentlichen senkrecht zur Krümmungsachse (Mittelachse) der Balgsaugers 101 ausgerichtet ist, werden keine Biegekräfte auf das Werkstück 118 im Bereich des Balgsaugers eingetragen, sodass die Saugkraft zwischen Balgsauger 101 und Werkstück 118 erhalten bleibt.
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In den 3 bis 5 ist ein Sauggreifer 200 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt.
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Demnach hat der Balgsauger 201 gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel eine gerade Längsform in Konstruktionslage (nicht evakuiert). Der entsprechend ausgebildete Balgsauger 201 wird stattdessen gemäß der 3 an seinem unteren Ende, an dem sich die Ansaugöffnung 204 befindet, in einer kreisförmigen Öffnung an einer Wippe 220 gehalten. Die Wippe 220 weist einen Wippenarm 222 auf, der sich von einem Scharnier-Gelenkbereich 224 aus erstreckt und an seinem freien Ende die Öffnung hat. Die (kreisförmige) Öffnung in dem Wippenarm 222 umgreift den Balgsauger 201 zwischen zwei sich nach außen erstreckenden Falten 206 nahe der unteren Stirnseite. Somit ist der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels bis auf die gerade Längsform und die Wippe 220 analog zu dem ersten Ausführungsbeispiel.
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In 4 ist der Sauggreifer 200 gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Seitenansicht in Konstruktionslage (gemäß vorstehender Definition) dargestellt. Der Sauggreifer 200 besteht demzufolge aus dem Balgsauger 201, der an seinem unteren Ende nahe der Ansaugöffnung 204 von der Wippe 220 gehalten wird, wie dies vorstehend bereits beschrieben wurde. Die Wippe 220 wiederum ist schwenkbar an dem Halter 212 angelenkt. Ein Schwenk- oder Scharnierbereich 224 der Wippe 220 steht hierfür mit einem Schwenk- oder Scharnierbereich 226 des Halters 212 in Eingriff. Das obere Ende des Balgsaugers 201 ist mit dem Halter 212 verbunden. Genauer gesagt ist die axial obere Anschlussöffnung 202 des Balgsaugers 201 über einen Rohrstutzen 216 gestülpt, der sich von dem Halter 212 in Richtung Wippe 220 erstreckt. An der axial unteren Ansaugöffnung 204 wird das Werkstück 218 in der hier in 4 dargestellten Kontaktierposition kontaktiert. Der Rohrstutzen 216 erstreckt sich in einem Winkel in Richtung hin zum Werkstück 218 bzw. zur Horizontalen, die von dem Werkstück 218 in der 4 definiert wird. Der Rohrstutzen 216 ist an dem Halterarm 214 angebracht und erstreckt sich weg von diesem. Der Halterarm 214 wiederum erstreckt sich von dem Scharnierbereich 226 des Halters 212, der mit dem Scharnierbereich 224 der Wippe 220 schwenkbar verbunden ist.
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Wie deutlich zu erkennen ist, wird der Balgsauger 201 in Konstruktionslage (nicht evakuiert) zwischen der Wippe 220 und dem Halter 212 in eine gekrümmten Position gezwungen. Das bedeutet, dass die Seite des Balgsaugers 201, die dem Scharnierbereich 224 des Halters 212 zugewandt ist, gegenüber der hiervon abgewandten Seite durch den Halter 212 und die Wippe 220 verstärkt gestaucht ist.
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In 5 ist der Sauggreifer 200 gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Seitenansicht dargestellt und befindet sich in einer Transportposition, in welcher der Innenraum des Balgsaugers 201 evakuiert ist. Das bedeutet in dieser zweiten Position wurde ein Vakuum an die Anschlussöffnung 202 angelegt und der Balgsauger 201 befindet sich in einem zusammengestauchten Zustand. Durch das Zusammenstauchen des Balgsaugers 201 bewegt sich die Wippe 220 und dadurch auch das Werkstück 218 in eine Hubrichtung hin zu dem Halter 212 auf einer Kreisbahn entsprechend dem wirksamen Radius zwischen Scharnierbereich 224, 226 und Mittelachse des Balgsaugers 201. Dabei löst sich das obere, angesaugte Werkstück 218 abschälartig von dem unmittelbar darunter liegenden Werkstück. Die Wippe 220 schwenkt dabei in Richtung hin zum Halter 212. Die bereits in der ersten Position, der Kontaktierposition, zusammengestauchte Seite (die dem Scharnierbereich 224, 226 zugewandte Seite) wird im Verlauf dieser Bewegung immer noch mehr zusammengestaucht als die dem Scharnierbereich 224, 226 abgewandte Seite des Balgsaugers 201.
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Wie insbesondere in der 5 gezeigt ist, lässt sich der Scharnierbereich 226 zusätzlich auch als Andrückknauf verwenden, der gegen die Oberseite des obersten, anzusaugenden Werkstücks 218 (Beutel, Folie, etc.) gedrückt werden kann und so die Abschälbewegung des obersten Werkstücks 218 von dem unmittelbar darunter liegenden Werkstück unterstützt.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, dass der Haltearm 214 und der Wippenarm 222 nicht notwendigerweise mittels eines Scharniers oder Gelenks gekoppelt sein müssen sondern, dass auch eine feste Kopplung denkbar ist, wobei in diesem Fall der Wippenarm 222 eine eigene Elastizität hat, um eine Biegebewegung auszuführen. Darüber hinaus ist auch eine Kombination aus Scharniergelenk und elastisch biegsamer Wippe denkbar, wie dies ebenfalls in der 5 angedeutet ist.
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Die Erfindung betrifft nochmals zusammenfassend einen Sauggreifer 100, 200 bestehend aus einem Balgsauger 101, 201, insbesondere ein Faltenbalgsauger, zum Ansaugen von Werkstücken 118, 218, der an seiner Anschlussöffnung 102, 202 an einem gewinkelten Halter 112, 212 befestigt ist. Der Balgsauger 101, 201 weist in seiner Konstruktionslage, d.h. in einem nicht evakuierten Zustand eine einfach gebogene Krümmung längs seiner Mittelachse auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Balgsauger gemäß dem Stand der Technik
- 2
- Anschlussöffnung
- 4
- Ansaugöffnung
- 6
- Falten
- 8
- Dichtlippe
- 100
- Sauggreifer gemäß einer ersten Ausführungsform
- 101
- Balgsauger
- 102
- Anschlussöffnung
- 104
- Ansaugöffnung
- 106
- Falten
- 108
- Dichtlippe
- 110
- Anschlussstutzen
- 112
- Halter
- 114
- Halterarm
- 116
- Rohrstutzen
- 118
- Werkstück
- 200
- Sauggreifer gemäß einer zweiten Ausführungsform
- 201
- Balgsauger
- 202
- Anschlussöffnung
- 204
- Ansaugöffnung
- 206
- Falten
- 208
- Dichtlippe
- 210
- Anschlussstutzen
- 212
- Halter
- 214
- Halterarm
- 216
- Rohrstutzen
- 218
- Werkstück
- 220
- Wippe
- 222
- Wippenarm
- 224
- Scharnierbereich der Wippe
- 226
- Scharnierbereich des Halters
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5921541 [0010]
- DE 202011101231 U1 [0012]
