DE102020129586A1

DE102020129586A1 - Verschleißerkennung an Flächensauggreifern

Info

Publication number: DE102020129586A1
Application number: DE102020129586.3A
Authority: DE
Inventors: Walter Schaaf
Original assignee: J Schmalz GmbH
Current assignee: J Schmalz GmbH
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-05-12

Abstract

Verfahren zur Verschleißerkennung von an Flächensauggreifern (10, 100) angeordneten, eine Strukturhöhe (36) aufweisenden Strukturen (16), insbesondere von technischen Schäumen und/oder von Saugnäpfen, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächensauggreifer (10, 100) gegen eine Oberfläche (22, 28, 31) gedrückt wird,- sodass die komprimierte Struktur (16) eine vorgebbare Strukturhöhe (36) einnimmt, und dass ein Kraftsignal erzeugt wird, das die zwischen der Oberfläche (22, 28, 31) und dem Flächensauggreifer (10, 100) wirkende Kraft repräsentiert, und/oder- sodass zwischen der Oberfläche (22, 28, 31) und dem Flächensauggreifer (10, 100) eine vorgebbare Kraft wirkt, und dass ein Distanzsignal erzeugt wird, das die Strukturhöhe (36) der komprimierten Struktur (16) repräsentiert, und/oder- dass nach dem Ablösen der Struktur (16) von der Oberfläche (22, 28, 31) eine Rückverformung der Struktur (16) bestimmt wird, und dass ein Verformungssignal erzeugt wird, dass die Rückverformung der Struktur (16) repräsentiert, und dass ein Verschleißsignal in Abhängigkeit des Kraftsignals, des Distanzsignals und/oder des Verformungssignals erzeugt wird, das den Verschleißzustand der Struktur (16) repräsentiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verschleißerkennung von an Flächensauggreifern angeordneten, eine Strukturhöhe aufweisenden Strukturen, insbesondere von technischen Schäumen und/oder von Saugnäpfen. Ferner betrifft die Erfindung einen Flächensauggreifer zum Ansaugen und Handhaben von Gegenständen mit einem Grundmodul, in welchem eine mit Unterdruck beaufschlagbare Unterdruckkammer vorgesehen ist, und mit einer Steuereinheit zur Steuerung des Flächensauggreifers. Das Grundmodul weist auf einer Saugseite Saugöffnungen auf, wobei der Saugseite eine elastisch komprimierbare Struktur mit einer Anlagefläche zur Anlage des anzusaugenden Gegenstands und mit einer senkrecht zur Anlagefläche verlaufenden Strukturhöhe zugeordnet ist. Im Betrieb nimmt die Struktur einen Neutralzustand ein, wenn an der Anlagefläche kein Gegenstand anliegt, und einen Komprimierzustand, wenn an der Anlagefläche ein Gegenstand oder mehrere Gegenstände anliegen.
Derartige Flächensauggreifer dienen insbesondere zum lageweisen Ergreifen und Anheben von Gegenständen, die unregelmäßige und komplexe Oberflächen aufweisen, insbesondere lagestabile Flachmaterialien, wie z.B. Bretter oder Platten, oder von kleineren Gegenständen, wie z.B. Dosen, Bechern, Schalen oder dergleichen. Der Flächensauggreifer weist dabei eine flexible Struktur, insbesondere einen Belag auf, der üblicherweise an die Oberseite der zu greifenden Gegenstände angelegt wird. Als vorteilhaft hat sich eine Struktur aus Schaumstoff oder Dichtschaum erwiesen, da sich diese an die mitunter unebene Oberfläche gut anschmiegt.
Aus der DE 10 2006 050 970 A1 sind Flächensauggreifer bekannt, bei welchen die Struktur in Form eines Schaumstoffbelags mit einer Decklagenschicht versehen ist, welche Saugöffnungen aufweist, deren Strömungsquerschnitt exakt an die zu greifenden Gegenstände angepasst sind.
Aus der DE 10 2013 201 249 B4 sind ähnliche Flächensauggreifer mit einer schaumstoffartigen Struktur bekannt.
Zur Gewährleistung eines sicheren Ergreifens und Anhebens von Gegenständen ist es erforderlich, dass der Flächensauggreifer und insbesondere dessen Struktur einen betriebsgeeigneten Zustand aufweisen. Dadurch soll verhindert werden, dass beispielsweise gegriffene Gegenstände durch den Kontakt mit der Struktur oder durch ein unvorhergesehenes Herunterfallen beschädigt werden. Ein Verschleiß der Struktur hängt unter anderem von der Alterung der Struktur und den Lastzyklen ab. Die Untersuchung der Struktur findet gegenwärtig manuell oder im Labor statt. Die manuelle Kontrolle umfasst unter anderem eine optische Begutachtung der Beschaffenheit der Struktur und des Rückverformungsverhaltens nach Eindrücken eines Gegenstands oder eines Fingers in die Struktur durch den Anlagenbediener. Bei der Kontrolle im Labor wird zur Untersuchung des Verschleißzustandes der Druckverformungrest, die Stauchhärte, die Eindruckhärte, die Luftdurchlässigkeit und die absolute Höhe der demontierten Struktur unter reproduzierbaren Bedingungen erfasst. In beiden Fällen ist es jedoch erforderlich, dass der Betrieb des Flächensauggreifers eingestellt wird und es folglich zu signifikanten Ausfallzeiten kommt. Zudem stellt die manuelle Kontrolle keine verlässlichen Ergebnisse bereit und die Laboruntersuchungen stellen einen unverhältnismäßig hohen Aufwand dar.
Der vorliegenden Erfindung liegt folglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verschleißerkennung der Struktur eines Flächensauggreifers bereitzustellen, bei welchem reproduzierbare Ergebnisse erbracht werden und die Ausfallzeiten des Flächensauggreifers aufgrund der Verschleißerkennung reduziert werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Folglich wird der Flächensauggreifer derart gegen eine Oberfläche gedrückt, dass die komprimierte Struktur eine vorgebbare Strukturhöhe einnimmt. Die Strukturhöhe kann dabei im Wesentlichen als der Abstand zwischen der Saugseite und der Oberfläche des gegriffenen Gegenstands angesehen werden. Die Oberfläche kann ebenfalls durch eine Prüfoberfläche eines Prüfstands gebildet werden. Dabei wird ein Kraftsignal erzeugt, welches die zwischen der Oberfläche und dem Flächensauggreifer wirkende Kraft repräsentiert. Alternativ oder zusätzlich wird der Flächensauggreifer derart gegen eine Oberfläche gedrückt, dass zwischen der Oberfläche und dem Flächensauggreifer eine vorgegebene oder vorgebbare Kraft wirkt. Dabei wird ein Distanzsignal erzeugt, welches die Strukturhöhe der Struktur im Komprimierzustand repräsentiert. Auch hier entspricht die Strukturhöhe im Wesentlichen dem Abstand zwischen der Saugseite und der Oberfläche des gegriffenen Gegenstands. Alternativ oder zusätzlich wird der Flächensauggreifer zunächst gegen eine Oberfläche gedrückt und nach dem Ablösen der Struktur von der Oberfläche wird eine Rückverformung der Struktur bestimmt. Die Rückverformung der Struktur ergibt sich durch den Zustandswechsel vom Komprimierzustand in den Neutralzustand. Dabei wird ein Verformungssignal erzeugt, welches die Rückverformung der Struktur repräsentiert. Das Verformungssignal kann dabei unter anderem die Rückverformung in Abhängigkeit der Zeit abbilden. Im Anschluss an die Erzeugung des Kraftsignals, des Distanzsignals und/oder des Verformungssignals wird ein Verschleißsignal in Abhängigkeit des Kraftsignals, des Distanzsignals und/oder des Verformungssignals erzeugt, welches den Verschleißzustand der Struktur repräsentiert. Im Gegensatz zur Verschleißerkennung mittels Kraft- und Distanzsignal kann die Verschleißerkennung mittels Verformungssignal ohne zusätzliche Verzögerung angewendet werden. Zur Erzeugung des Kraft- und Distanzsignals ist eine Verzögerung durch das Einstellen der Strukturhöhe oder der Ansaugkraft zu erwarten.
Es ist davon auszugehen, dass der Verschleiß der Struktur zu einer Veränderung der Eigenschaften der Struktur und zu einer Veränderung der Greifparameter führt. Es ist denkbar, dass die Struktur bei steigendem Verschleiß steifer wird, dass die Struktur sich nach einer Belastungszeit langsamer in den Neutralzustand zurückverformt, dass in der Struktur eine plastische Verformung verbleibt und dass die Struktur eine geänderte Fluiddurchlässigkeit aufweist. Folglich kann durch die Ermittlung dieser Eigenschaften und/oder deren Veränderung auf den Verschleißzustand der Struktur geschlossen werden.
Zur Erzeugung des Kraftsignals kann auf die Prinzipien der Ermittlung der Druckspannungs-Verformungseigenschaften von polymeren Materialien gemäß DIN EN ISO 3386-1/-2 zurückgegriffen werden, wobei unter anderem die Stauchhärte und die Eindruckhärte bestimmt werden. Zur Ermittlung der Stauchhärte wird ein quadratischer Prüfkörper (Parallelepiped) zwischen zwei Druckplatten zusammengedrückt und die Kraft gemessen, die notwendig ist, diesen Prüfkörper auf einen bestimmten Betrag seiner ursprünglichen Höhe, z.B. 40%, zusammenzudrücken. Die Prüfkörper weisen zumeist die Abmessungen 100 × 100 × 50 mm³ auf, wobei die Druckplatten größer als der Prüfkörper sind. Anschließend wird dieser Wert auf die geprüfte Fläche bezogen und es ergibt sich die Stauchhärte oder der Kompressionswiderstand des Materials gemäß der Formel σ = F / A in kPa, wobei bei gleichbleibender Fläche die Kraft in N ebenfalls zielführend ist. Zur Ermittlung der Eindruckhärte sind im Gegensatz zur Stauchhärte die Druckplatten kleiner als der Prüfkörper ausgebildet, sodass nur ein Teil des Prüfkörpers komprimiert wird. Der Prüfkörper kann z.B. um 25%, 40% oder 65% komprimiert werden, wobei die Eindruckhärte oder der Stauchwiderstand in N oder kPa angegeben wird.
Entsprechend können die genannten Prinzipien ebenfalls für die Erzeugung des Distanzsignals angewendet werden, wobei die Kraft als konstant und die Distanz als zu messende Größe eingestellt werden.
Zur Erzeugung des Verformungssignals kann auf die Bestimmung des Druckverformungsrests von Elastomeren oder Schaumstoffen gemäß DIN ISO 815, DIN EN ISO 1856 und DIN 53 517 zurückgegriffen werden. Dabei wird ein Prüfkörper mit einer bekannten ursprünglichen Höhe L₀ um z.B. 25 % auf die Höhe L₁ zusammengedrückt und bei einer definierten Temperatur eine definierte Zeit gehalten. Die Umgebungstemperatur und das Umgebungsmedium, z.B. Luft, Öle und andere Gebrauchsflüssigkeiten, für den Druckverformungstest hängen von dem zu testenden Material, seinem geplanten Einsatzzweck und dem Versuchsaufbau ab. Ein beispielhafter Versuchsaufbau kann folgende Parameter enthalten: 24 h bei 70°C in Luft. 30 min nach der Entlastung wird bei Raumtemperatur wieder die Höhe, in diesem Fall die Höhe L₂, gemessen und daraus die bleibende Verformung ermittelt. Die Berechnung des Druckverformungsrests erfolgt in % gemäß folgender Formel: DVR = (L₀ - L₂) / (L₀ - L₁) × 100 %. Ein DVR von 0% bedeutet, dass der Prüfkörper seine ursprüngliche Dicke wieder voll erreicht hat, ein DVR von 100% bedeutet, dass der Körper während des Versuchs völlig verformt wurde und keine Rückstellung bzw. Rückverformung zeigt.
Es ist vorteilhaft, wenn die Struktur einen Kompressionswiderstand und/oder einen Stauchwiderstand im Bereich zwischen 1 kPa und 10 kPa, insbesondere im Bereich zwischen 1 kPa und 5 kPa aufweist, wobei das Kraft- und/oder Distanzsignal den Kompressions- und/oder Stauchwiderstand repräsentieren können. Zur Bestimmung der Signale sind Umgebungstemperaturen zwischen 15°C und 90°C, einzustellende Strukturhöhen im Komprimierzustand zwischen 0,1 und 0,9 der Strukturhöhe im Neutralzustand sowie einzustellende Kräfte zwischen 1 N und 1 kN denkbar. Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Druckverformungsrest der Struktur bei einer Haltezeit von 3 s, bei einem Verhältnis Höhe L₁ zu L₀ von 0,9 und nach einer Rückstellzeit von 1 s eine DVR zwischen 0% und 10%, insbesondere zwischen 0% und 2% aufweist. Zur Bestimmung der Signale sind Umgebungstemperaturen zwischen 15°C und 90°C, eine Haltezeit zwischen 1 s und 60 min, eine Rückstellzeit zwischen 1 s und 60 min und ein Verhältnis L₁ zu L₀ zwischen 0,1 und 0,9 denkbar. Das Verformungssignal kann dabei den Druckverformungsrest der Struktur repräsentieren.
Das beschriebene Verfahren ermöglicht eine kraft-, weg- und/oder zeitabhängige Verschleißerkennung in den Haupt- und/oder Nebenzeiten des mit dem Flächensauggreifer durchgeführten Handhabungsvorgangs. Das Verfahren sieht dabei vor, dass in Abhängigkeit des Betriebs und von Umgebungseinflüssen ein Kraftsignal, Distanzsignal und/oder Verformungssignal ein Verschleißsignal erzeugt wird. Es ist auch denkbar, dass abwechselnd zwei der drei oder abwechselnd alle drei Signale erzeugt werden, um noch verlässlichere Ergebnisse des Verschleißzustands zu ermitteln. Es ist ebenfalls denkbar, dass in Abhängigkeit der Struktur, des Gegenstands oder der Umgebungsbedingungen eines der drei Signale signifikant verlässlichere Ergebnisse des Verschleißzustands hervorbringen, sodass für diese Struktur nur das eine Signal zur Verschleißerkennung erzeugt wird. Zudem stellt es sich als vorheilhaft heraus, wenn mehrere Signale erzeugbar sind, sodass eine ausreichende Redundanz bei der Verschleißerkennung vorliegt.
Es ist vorteilhaft, wenn zum Erzeugen des Verschleißsignals das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal mit einem Betriebsbereich verglichen wird. Der Betriebsbereich repräsentiert Eigenschaften und Parameter der Struktur, welche ein sicheres Handhaben von Gegenständen gewährleisten. Der Betriebsbereich kann absolute Werten umfassen, wobei Strukturen mit unterschiedlichen Ausgangsparametern anhand der selben oder individuellen absoluten Werte bewertet werden. Alternativ kann der Betriebsbereich relative Werte umfassen, wobei der Betriebsbereich in Abhängigkeit zu den Ausgangsparametern der Struktur bestimmt wird, sodass insbesondere bei unbekannten absoluten Grenzwerten trotzdem eine Trendlinie des Verschleißzustandes möglich ist. Es ist denkbar, dass die Ausgangsparameter dem Kraftsignal, dem Distanzsignal und/oder dem Verformungssignal entsprechen. Die Ausgangsparameter können zu Beginn der Nutzung oder zur Vermeidung von Einlaufeffekten nach einer Einlaufphase von wenigen Lastzyklen bestimmt werden. Ein Betriebsbereich mit relativen Werten kann insbesondere zwischen 70% und 110% liegen.
Das Verschleißsignal kann dabei unter anderem zwei Werte annehmen: betriebsgeeignet und betriebsungeeignet. Wenn das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal innerhalb des Betriebsbereichs liegt, nimmt das Verschleißsignal einen Wert an, der einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand repräsentiert. In diesem Fall kann die Struktur weiter an dem Flächensauggreifer zum Handhaben von Gegenständen verwendet werden.
Wenn das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal bereits außerhalb des Betriebsbereichs liegt, nimmt das Verschleißsignal einen Wert an, der einen betriebsungeeigneten Verschleißzustand repräsentiert. In diesem Fall ist die Struktur nicht mehr zur Verwendung geeignet.
Folglich wird ein Signal erzeugt, welches den Tausch der Struktur bei Eintreten des betriebsungeeigneten Verschleißzustands empfiehlt bzw. zur Folge hat. Ein Signal kann ebenfalls erzeugt werden, welches den Tausch der Struktur zu einem zukünftigen Zeitpunkt auf Grundlage einer Verschleißvorhersage empfiehlt bzw. zur Folge hat. Bei mehreren zeitlich beabstandeten Erzeugungen eines Signals kann ein Verschleißverlauf bestimmt werden, welcher eine Vorhersage für den Zeitpunkt, welcher einen betriebsungeeigneten Verschleißzustand zur Folge hat, ermöglicht. Dabei würde sich das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal stetig der Grenze des Betriebsbereichs annähern. Je näher sich die Signale der Grenze des Betriebsbereichs annähern, desto näher liegt der Zeitpunkt, an welchem der betriebsungeeignete Verschleißzustand eintritt. Dazu kann eine Approximation (Differentialgleichungen, Fourieranalyse etc.) der Messwerte durchgeführt werden, sodass eine Trendlinie des Verschleißzustandes entsteht. Aus dem Schnittpunkt der Trendlinie und des Betriebsbereichs kann auf die voraussichtliche Lebensdauer der Struktur geschlossen werden. Als Beispiel kann die Erzeugung eines Kraftsignals herangezogen werden, wobei die auf die Struktur wirkende Kraft bzw. die Stauch-/Eindruckhärte der Struktur repräsentiert wird. Für eine gegebene Struktur kann der Betriebsbereich mit einem Kompressionswiderstand in Verbindung mit der komprimierten Fläche zwischen 2 kPa und 4 kPa angegeben sein. In konstanten zeitlichen Abständen wird das Kraftsignal erzeugt, wobei folgende Werte in der angegebenen Reihenfolge ermittelt wurden: 3,3 kPa, 3,0 kPa, 2,7 kPa, 2,4 kPa, 2,1 kPa. Folglich kann davon ausgegangen werden, dass die Struktur zum nächsten Zeitpunkt außerhalb des Betriebsbereichs liegt. In der Folge kann ein Wechsel der Struktur vor dem nächsten Messintervall durchgeführt werden.
Somit kann sowohl auf den stetig ansteigenden Verschleiß durch einen gewöhnlichen Betrieb des Flächensauggreifers sowie auf den Verschleiß durch ein unvorhergesehenes Ereignis reagiert werden. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn sowohl die Erzeugung des Verschleißsignals als auch der Austausch der Struktur automatisiert erfolgt. So kann sichergestellt werden, dass die Struktur nicht in einem betriebsungeeigneten Verschleißzustand betrieben wird, und dass die Struktur nicht zu früh ausgetauscht wird. Alternativ ist denkbar, dass das Kraftsignal, das Distanzsignal, das Verformungssignal, das Verschleißsignal, der Verlauf der Signale, die Trendlinie der Signale und/oder der Betriebsbereich der Struktur visualisiert werden, sodass ein Mitarbeiter auch manuell den Verschleißzustand bewerten und auf dieser Grundlage ein Wechsel der Struktur vornehmen kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 3 gelöst. Folglich wird zwischen einer Anlagefläche der Struktur und einer Saugseite des Flächensauggreifers eine Fluid zur Ausbildung einer Ansaugkraft gefördert. Die Ansaugkraft wirkt über die Anlagefläche auf den zu greifenden Gegenstand. Ferner wird ein Volumenstromsignal erzeugt, welches die Durchlässigkeit der Struktur bezüglich des geförderten Fluids repräsentiert. In Abhängigkeit des Volumenstromsignals wird ein Verschleißsignal erzeugt, welches den Verschleißzustand der Struktur repräsentiert. Dabei gelten die entsprechenden Ausführungen zur Verschleißerkennung mittels Kraft-, Distanz- und Verformungssignal. Es ist denkbar, dass die Verschleißerkennung mittels Kraft-, Distanz- und Verformungssignal durch die Verschleißerkennung mittels Volumenstromsignal ergänzt wird.
Das Verfahren mittels Volumenstromsignal ermöglicht eine Verschleißerkennung sowohl in den Haupt- und den Nebenzeiten des mit dem Flächensauggreifer durchgeführten Handhabungsvorgangs. Das Verfahren sieht dabei vor, dass in Abhängigkeit des Betriebs und von Umgebungseinflüssen das Volumenstromsignal erzeugt wird. Dabei ist es vorteilhaft anzusehen, dass die Verschleißerkennung ohne Andrücken an eine Oberfläche erfolgen kann, z.B. beim Anfahren zum und Abfahren vom Gegenstand oder während des Handhabens.
Es ist vorteilhaft, wenn zum Erzeugen des Verschleißsignals das Volumenstromsignal mit einem Betriebsbereich verglichen wird. Der Betriebsbereich repräsentiert Eigenschaften und Parameter der Struktur, welche ein sicheres Handhaben von Gegenständen gewährleisten.
Das Verschleißsignal kann dabei analog zu oben unter anderem zwei Werte annehmen: betriebsgeeignet und betriebsungeeignet. Wenn das Volumenstromsignal innerhalb des Betriebsbereichs liegt, nimmt das Verschleißsignal einen Wert an, der einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand repräsentiert. In diesem Fall kann die Struktur weiter an dem Flächensauggreifer zum Handhaben von Gegenständen verwendet werden. Zudem kann bei einer oder mehreren Messungen ein Verschleißverlauf bestimmt werden, welcher eine Vorhersage für den Zeitpunkt, welcher einen betriebsungeeigneten Verschleißzustand zur Folge hat, ermöglicht. Dabei würde sich das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal stetig der Grenze des Betriebsbereichs annähern. Je näher die Signale der Grenze des Betriebsbereichs sich annähern, desto näher liegt der Zeitpunkt, an welchem der betriebsungeeignete Verschleißzustand eintritt.
Wenn das Volumenstromsignal außerhalb des Betriebsbereichs liegt, nimmt das Verschleißsignal einen Wert an, der einen betriebsungeeigneten Verschleißzustand repräsentiert. In diesem Fall ist die Struktur nicht mehr zur Verwendung geeignet.
Folglich wird ein Signal erzeugt, welches den Tausch der Struktur bei Eintreten des betriebsungeeigneten Verschleißzustands empfiehlt bzw. zur Folge hat. Ein Signal kann ebenfalls erzeugt werden, welches den Tausch der Struktur zu einem zukünftigen Zeitpunkt auf Grundlage der Verschleißvorhersage empfiehlt bzw. zur Folge hat. Folglich kann sowohl auf den stetig ansteigenden Verschleiß durch einen gewöhnlichen Betrieb des Flächensauggreifers sowie auf den Verschleiß durch ein unvorhergesehenes Ereignis reagiert werden. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn sowohl die Erzeugung des Verschleißsignals als auch der Austausch der Struktur automatisiert erfolgt. So kann sichergestellt werden, dass die Struktur nicht in einem betriebsungeeigneten Verschleißzustand betrieben wird, und dass die Struktur nicht zu früh ausgetauscht wird.
Ferner ist vorteilhaft, wenn der Betriebsbereich in Abhängigkeit des Materials, der Beschaffenheit und der Form der Struktur, des Materials, der Beschaffenheit und des Gewichts des zu greifenden Gegenstands sowie von Umgebungseinflüssen, wie der Umgebungstemperatur, Umgebungsfeuchtigkeit und Umgebungsdruck bestimmt wird. Zusätzlich kann der Betriebsbereich in Abhängigkeit der erforderlichen Sicherheit erfolgen, wobei z.B. in Umgebungen ohne Eingriff von Personen die Struktur länger bis zur absoluten Verschleißgrenze benutzt werden kann, wohingegen in Umgebungen mit Eingriff von Personen die Struktur mit einer größeren Sicherheit bis zur absoluten Verschleißgrenze betrieben werden sollte. Zusätzlich kann der Betriebsbereich auch von der Greifsituation, insbesondere von der Handhabungsart und/oder von der Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt werden. Folglich können unterschiedliche Betriebsbereiche für unterschiedliche Strukturen, unterschiedliche zu greifende Gegenstände, für unterschiedliche Greifsituationen und unterschiedliche Kombinationen derer vorliegen. Es ist ebenfalls denkbar, dass der Betriebsbereich im Verlauf des Betriebs durch eine künstliche Intelligenz oder manuellen Eingriff zur Optimierung des Nutzungszeitraums der Struktur angepasst wird. Es ist denkbar, dass der Betriebsbereich mit einem Bereich zwischen 30% und 120% der ursprünglichen Fluiddurchlässigkeit, insbesondere mit einem Bereich zwischen 70% und 100% der ursprünglichen Fluiddurchlässigkeit, angegeben ist, wobei die ursprüngliche Fluiddurchlässigkeit dem Zustand beim ersten Einsatz entsprechen kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ebenfalls durch einen Flächensauggreifer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Folglich ist ein Kraftsensor zur Aufnahme der zwischen einem an der Anlagefläche anliegenden Gegenstand und dem Flächensauggreifer wirkenden Kraft und/oder ein Distanzsensor zur Aufnahme der Strukturhöhe vorgesehen. Ferner ist die Steuereinheit derart eingerichtet, dass dann, wenn der Flächensauggreifer gegen eine Oberfläche gedrückt wird, die Struktur im Komprimierzustand eine vorgebbare Strukturhöhe einnimmt, und dass der Kraftsensor ein Kraftsignal erzeugt, das die zwischen der Oberfläche und dem Flächensauggreifer wirkende Kraft repräsentiert. Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinheit derart eingerichtet, dass dann, wenn der Flächensauggreifer gegen eine Oberfläche gedrückt wird, zwischen der Oberfläche und dem Flächensauggreifer eine vorgebbare Kraft wirkt, und dass der Distanzsensor ein Distanzsignal erzeugt, das die Strukturhöhe der Struktur im Komprimierzustand repräsentiert. Alternativ oder zusätzlich ist die Steuereinheit derart eingerichtet, dass, wenn der Flächensauggreifer zunächst gegen eine Oberfläche gedrückt wird und im Anschluss nach dem Ablösen der Struktur von der Oberfläche eine Rückverformung der Struktur in den Neutralzustand stattfindet, der Distanzsensor ein Verformungssignal erzeugt, dass die Rückverformung der Struktur repräsentiert. Ferner ist der Steuereinheit derart eingerichtet, dass die Steuereinheit ein Verschleißsignal in Abhängigkeit des Kraftsignals, des Distanzsignals und/oder des Verformungssignals erzeugt, welches den Verschleißzustand der Struktur repräsentiert.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Flächensauggreifer gegen eine Gegenstandsoberfläche eines zu greifenden Gegenstands gedrückt wird. Somit ist eine Verschleißerkennung am Flächensauggreifer möglich ohne eine zusätzliche Peripherie im Bereich des Flächensauggreifers, wie eine Prüfoberfläche, bereitzustellen.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Kraftsensor und/oder der Distanzsensor am Grundmodul und/oder an der Struktur des Flächensauggreifers angeordnet ist. Somit kann der Flächensauggreifer mit der Funktion der Verschleißerkennung unabhängig der Umgebung und weiterer Peripherie flexibel eingesetzt werden.
Ferner ist vorteilhaft, wenn ein Sensorelement an der Struktur und der Distanzsensor am Grundmodul angeordnet sind. Zur Messung der Strukturhöhe wirken der Distanzsensor und das Sensorelement zusammen. Es ist denkbar, dass der Distanzsensor fest mit dem Grundmodul verbunden ist und das Sensorelement die Bewegung der Struktur mitmacht. Folglich kann die Strukturhöhe und/oder die Änderung der Strukturhöhe aus der Verlagerung des Sensorelements bestimmt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht einen Datenspeicher vor, welche eine Datenbank mit Betriebsbereichen der Struktur bereitstellt. Die Datenbank kann mehrere Betriebsbereiche in Abhängigkeit des Materials, der Beschaffenheit und der Form der Struktur, des Materials, der Beschaffenheit und des Gewichts des zu greifenden Gegenstands sowie von Umgebungseinflüssen, wie der Umgebungstemperatur, Umgebungsfeuchtigkeit und Umgebungsdruck bereitstellen. Zudem kann die Datenbank Betriebsbereiche mit absoluten und/oder relativen Vergleichswerten umfassen. Folglich können unterschiedliche Betriebsbereiche für unterschiedliche Strukturen, unterschiedliche zu greifende Gegenstände und unterschiedliche Kombinationen derer vorliegen. Die Steuereinheit kann dabei derart eingerichtet sein, dass diese die am Flächensauggreifer angebrachte Struktur und den zu greifenden Gegenstand bestimmt und daraufhin den geeigneten Betriebsbereich auswählt. Es ist ebenfalls denkbar, dass auf die Datenbank durch eine künstliche Intelligenz oder durch einen manuellen Eingriff zugegriffen werden kann, sodass die Betriebsbereiche im Verlauf des Betriebs optimierbar sind. Ferner ist die Steuereinheit derart eingerichtet, dass die Steuereinheit das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal mit den Betriebsbereichen vergleicht. Zudem erzeugt die Steuereinheit ein Verschleißsignal, welches zumindest zwei Werte annehmen kann: betriebsgeeignet, betriebsungeeignet. Die Steuereinheit erzeugt ein Verschleißsignal, welches einen Wert annimmt, der einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal innerhalb des Betriebsbereichs liegt. In diesem Fall kann die Struktur weiter an dem Flächensauggreifer zum Handhaben von Gegenständen verwendet werden. Zudem kann bei einer oder mehreren Messungen ein Verschleißverlauf bestimmt werden, welcher eine Vorhersage für den Zeitpunkt, welcher einen betriebsungeeigneten Verschleißzustand zur Folge hat, ermöglicht. Dabei würde sich das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal stetig der Grenze des Betriebsbereichs annähern. Je näher sich die Signale der Grenze des Betriebsbereichs annähern, desto näher liegt der Zeitpunkt, an welchem der betriebsungeeignete Verschleißzustand eintritt. Die Steuereinheit erzeugt ein Verschleißsignal, welches einen Wert annimmt, der ein betriebsungeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal außerhalb des Betriebsbereichs liegt. In diesem Fall ist die Struktur nicht mehr zur Verwendung geeignet. Es ist ferner denkbar, dass zur verlässlichen Bestimmungen des Verschleißzustands mehrere Signale zu unterschiedlichen Zeitpunkten, vom Kraftsignal, vom Distanzsignal und/oder vom Verformungssignal, mit dem Betriebsbereich verglichen werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass zur verlässlichen Bestimmung des Verschleißzustands mehrere Signale unterschiedlichen Typs mit dem Betriebsbereich verglichen werden, insbesondere eine Kombination des Kraftsignals und des Distanzsignals.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ebenfalls durch ein Greiferprüfsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Das Greiferprüfsystem umfasst unter anderem einen beschriebenen Flächensauggreifer und einen Prüfstand. Es ist vorteilhaft, wenn der Kraftsensor und/oder der Distanzsensor an dem Prüfstand angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht das Nachrüsten eines bestehenden Flächensauggreifers durch eine Verschleißerkennung der Struktur. Dazu wird ein Prüfstand in den Bereich eines bestehenden Flächensauggreifers angeordnet, wobei die Signalerzeugung im Prüfstand stattfinden kann. Es ist denkbar, dass ferner die Steuereinheit ebenfalls im Prüfstand angeordnet ist und die erzeugten Signale mit einer Datenbank zur Ermittlung des Verschleißzustands der am Flächensauggreifer angeordneten Struktur vergleicht. Dazu ist auch die Ansteuerung des Flächensauggreifers erforderlich, da dieser vorbestimmte oder durch die Steuereinheit bestimmte Koordinaten anfahren muss. Die Ansteuerung des Flächensauggreifers kann ebenfalls durch die am Prüfstand vorgesehene Steuereinheit erfolgen.
Vorteilhafterweise wird die an der Struktur anliegende Oberfläche durch die Prüfoberfläche des Prüfstands oder durch eine Gegenstandsoberfläche eines zu greifenden Gegenstands gebildet, wobei der Gegenstand auf dem Prüfstand angeordnet ist. Folglich befindet sich der Gegenstand bei der Messung des Verschleißzustands durch den Prüfstand zwischen dem Flächensauggreifer und dem Prüfstand. Es ist denkbar, dass der Prüfstand innerhalb des Lagerbereichs der zu greifenden Gegenstände vorgesehen ist, sodass zur Verschleißerkennung mittels Prüfstand keine weitere Fläche erforderlich ist. In diesem Fall würde die bestehende Lagerfläche durch den Prüfstand aufgewertet werden.
Ferner ist denkbar, dass eine Anzeige zur Visualisierung des Kraftsignals, des Distanzsignals, des Verformungssignals, des Verschleißsignals, der Verläufe der Signale, der Trendlinie der Signale und/oder des Betriebsbereichs der Struktur, insbesondere am Flächensauggreifer, vorgesehen ist, sodass ein Mitarbeiter auch manuell den Verschleißzustand bewerten und auf dieser Grundlage ein Wechsel der Struktur vornehmen kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ebenfalls durch einen Flächensauggreifer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Der Flächensauggreifer fördert zwischen der Anlagefläche der Struktur und der Saugseite des Flächensauggreifers eine Fluid zur Ausbildung der Ansaugkraft. Ferner ist ein Volumenstromsensor zur Aufnahme des Volumenstroms des Fluid vorgesehen. Der Volumenstromsensor erzeugt ein Volumenstromsignal, dass die Fluiddurchlässigkeit der Struktur repräsentiert. Der Volumenstromsensor kann auch als (Unter-)Drucksensor ausgebildet sein, wobei in Verbindung mit einem bekannten Vakuumerzeuger und dessen bekannter Kennlinie gemäß q = f(pU) durch Messung des (Unter-)Drucks auf den Volumenstrom geschlossen werden kann. Die Steuereinheit ist derart eingerichtet, dass die Steuereinheit ein Verschleißsignal in Abhängigkeit des Volumenstromsignals erzeugt, welches den Verschleißzustand der Struktur repräsentiert. Zur Messung des Verschleißzustandes mittels Volumenstromsensor am Flächensauggreifer ist es nicht erforderlich, dass die Struktur vor, während oder nach der Messung gegen eine Oberfläche gedrückt werden muss. Folglich kann die Verschleißerkennung jederzeit und ohne Vorbereitung erfolgen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht einen Datenspeicher vor, welche eine Datenbank mit Betriebsbereichen der Struktur bereitstellt. Die Datenbank kann mehrere Betriebsbereiche in Abhängigkeit des Materials, der Beschaffenheit und der Form der Struktur, des Materials, der Beschaffenheit und des Gewichts des zu greifenden Gegenstands sowie von Umgebungseinflüssen, wie der Umgebungstemperatur, Umgebungsfeuchtigkeit und Umgebungsdruck bereitstellen. Folglich können unterschiedliche Betriebsbereiche für unterschiedliche Strukturen, unterschiedliche zu greifende Gegenstände und unterschiedliche Kombinationen derer vorliegen. Es ist ebenfalls denkbar, dass auf die Datenbank durch eine künstliche Intelligenz oder durch einen manuellen Eingriff zugegriffen werden kann, sodass die Betriebsbereiche im Verlauf des Betriebs optimierbar sind. Ferner ist die Steuereinheit derart eingerichtet, dass die Steuereinheit das Volumenstromsignal mit den Betriebsbereichen vergleicht. Zudem erzeugt die Steuereinheit ein Verschleißsignal, welches zumindest zwei Werte annehmen kann: betriebsgeeignet, betriebsungeeignet. Die Steuereinheit erzeugt ein Verschleißsignal, welches einen Wert annimmt, der einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal innerhalb des Betriebsbereichs liegt. In diesem Fall kann die Struktur weiter an dem Flächensauggreifer zum Handhaben von Gegenständen verwendet werden. Zudem kann bei einer oder mehreren Messungen ein Verschleißverlauf bestimmt werden, welcher eine Vorhersage für den Zeitpunkt, welche einen betriebsungeeigneten Verschleißzustand zur Folge hat, ermöglicht. Dabei würde sich das Volumenstromsignal stetig der Grenze des Betriebsbereichs annähern. Je näher sich die Signale der Grenze des Betriebsbereichs annähern, desto näher liegt der Zeitpunkt, an welchem der betriebsungeeignete Verschleißzustand eintritt. Die Steuereinheit erzeugt ein Verschleißsignal, welches einen Wert annimmt, der ein betriebsungeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Volumenstromsignal außerhalb des Betriebsbereichs liegt. In diesem Fall ist die Struktur nicht mehr zur Verwendung geeignet. Es ist ferner denkbar, dass zur verlässlichen Bestimmungen des Verschleißzustands mehrere Signale zu unterschiedlichen Zeitpunkten vom Volumenstromsignal mit dem Betriebsbereich verglichen werden.
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand der verschiedene Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert sind.
Es zeigen:

1A ein aus dem Stand der Technik bekannter Flächensauggreifer beim Anfahren an einen zu greifenden Gegenstand (Schaumerholungszeit);
1B ein Flächensauggreifer gemäß 1A beim Ansaugen und Andrücken des Gegenstands (Schaumbelastungszeit);
1C ein Flächensauggreifer gemäß 1A beim Anheben und Handhaben des Gegenstands (Schaumbelastungszeit);
1D ein Flächensauggreifer gemäß 1A beim Ablegen des Gegenstands (Schaumbelastungszeit);
1E ein Flächensauggreifer gemäß 1A beim Lösen/Abblasen des Gegenstands (Schaumbelastungszeit);
1F ein Flächensauggreifer gemäß 1A beim Abheben vom Gegenstand (Schaumerholungszeit);
2A ein erfindungsgemäßes Greifprüfsystem mit einem Prüfstand zur Verschleißerkennung und einem Flächensauggreifer gemäß 1A beim Anfahren an die Prüfoberfläche;
2B ein Greifprüfsystem gemäß 2A mit einem Flächensauggreifer gemäß 1A beim Ansaugen und Andrücken an die Prüfoberfläche;
2C ein Greifprüfsystem gemäß 2A mit einem Flächensauggreifer gemäß 1A nach dem Lösen/Abblasen und Abheben von der Prüfoberfläche;
3A ein erfindungsgemäßes Greifprüfsystem mit einem Prüfstand zur Verschleißerkennung und einem Flächensauggreifer gemäß 1A beim Anfahren an einen auf der Prüfoberfläche angeordneten zu greifenden Gegenstand;
3B ein Greifprüfsystem gemäß 3A mit einem Flächensauggreifer gemäß 1A beim Ansaugen und Andrücken an den Gegenstand;
3C ein Greifprüfsystem gemäß 3A mit einem Flächensauggreifer gemäß 1A nach dem Lösen/Abblasen und Abheben von dem Gegenstand;
4A ein erfindungsgemäßer Flächensauggreifer mit einer Verschleißerkennung mittels Kraftsensor und Distanzsensor am Grundmodul beim Anfahren an eine Bodenoberfläche;
4B ein Flächensauggreifer gemäß 4A beim Ansaugen und Andrücken an eine Bodenoberfläche;
4C ein Flächensauggreifer gemäß 4A nach dem Lösen/Abblasen und Abheben von der Bodenoberfläche;
5A ein erfindungsgemäßer Flächensauggreifer mit einer Verschleißerkennung mittels Kraftsensor und Distanzsensor am Grundmodul beim Anfahren an einen auf einer Bodenoberfläche angeordneten zu greifenden Gegenstand;
5B ein Flächensauggreifer gemäß 5A beim Ansaugen und Andrücken an eine Gegenstandsoberfläche;
5C ein Flächensauggreifer gemäß 5A nach dem Lösen/Abblasen und Abheben von der Gegenstandsoberfläche;
6A ein erfindungsgemäßes Greifprüfsystem mit einem erfindungsgemäßen Flächensauggreifer mit einer Verschleißerkennung mittels Kraftsensor und Distanzsensor am Grundmodul und am Prüfstand beim Anfahren an eine Prüfoberfläche;
6B Greifprüfsystem gemäß 2A und Flächensauggreifer gemäß 6A beim Ansaugen und Andrücken an die Prüfoberfläche;
6C Greifprüfsystem gemäß 2A und Flächensauggreifer gemäß 6A nach dem Lösen/Abblasen und Abheben von der Prüfoberfläche;
7A ein erfindungsgemäßer Flächensauggreifer mit einer Verschleißerkennung mittels Volumenstromsensor beim Anfahren an eine Bodenoberfläche;
7B ein Flächensauggreifer gemäß 7A beim Ansaugen und Andrücken an eine Bodenoberfläche; und
7C ein Flächensauggreifer gemäß 7A nach dem Lösen/Abblasen und Abheben von der Bodenoberfläche.

In den 1A bis 1F ist ein aus dem Stand der Technik bekannter Flächensauggreifer 100 zum Greifen von Gegenstände 12 gezeigt. Der Flächensauggreifer 100 umfasst ein Grundmodul 14 und eine elastisch komprimierbare Struktur 16, wobei im Grundmodul 14 eine mit Unterdruck beaufschlagbare Unterdruckkammer vorgesehen ist und das Grundmodul 14 auf einer Saugseite 18 nicht dargestellte Saugöffnungen aufweist. Die Struktur 16 ist an der Saugseite 18 angeordnet und weist eine Anlagefläche 20 zur Anlage des anzusaugenden Gegenstands 12 auf. Der Gegenstand 12 weist eine Gegenstandsoberfläche 22 auf, welche beim Handhaben mit der Anlagefläche 20 der Struktur 16 zur Anlage kommt.
Nachfolgend ist der Handhabungszyklus des Flächensauggreifers 100 anhand der 1A bis 1F beschrieben. In 1A wird der Flächensauggreifer 100 im Bereich des zu greifenden Gegenstands 12 positioniert und angefahren. Hierbei befindet sich die Struktur 16 in der Schaumerholungszeit, da die Struktur 16 nicht belastet oder komprimiert ist. In 1B ist ersichtlich, wie der Flächensauggreifer 100 mit der Anlagefläche 20 an der Gegenstandsoberfläche 22 zur Anlage kommt. Dabei wird die Struktur 16 aufgrund des Gegenstands 12 und einer von dem Flächensauggreifer 100 ausgehenden Ansaugkraft komprimiert. Es wird vom Flächensauggreifer 100 eine ausreichend hohe Ansaugkraft bereitgestellt, sodass der Gegenstand 12 gemäß 1C angehoben und transportiert werden kann. Sobald der Gegenstand 12 an dem vorgesehenen Bestimmungsort ist, wird dieser durch den Flächensauggreifer 100 gemäß 1D abgelegt. Zur Lösung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Flächensauggreifer 100 und dem Gegenstand 12 kann der Vakuumerzeuger abgeschaltet werden, wobei durch die unvermeidbare Leckage die Verbindung belüftet und das Vakuum zerstört wird. Alternativ wird der Gegenstand 12 aktiv abgeblasen, wie in 1E ersichtlich ist. Dabei wird eine entgegen der Ansaugkraft wirkende Abblaskraft durch den Flächensauggreifer 100 bewirkt. Vom Zeitpunkt des Anfahrens an den Gegenstand 12 bis zum Lösen bzw. aktiven Abblasen des Gegenstands 12 ist die Struktur 16 komprimiert (Schaumbelastungszeit). Im Anschluss wird, wie in 1F ersichtlich, der Flächensauggreifer 100 weggefahren. Nach dem Lösen bzw. aktiven Abblasen des Gegenstands 12 befindet sich die Struktur 16 wieder in der Schaumerholungszeit und gelangt im Wesentlichen in seine ursprüngliche Form zurück.
In den 2A bis 7C sind erfindungsgemäße Ausführungsformen der Flächensauggreifer 10 und der Greiferprüfsysteme 24 sowie des Verfahrens zur Verschleißerkennung von an Flächensauggreifer 10 angeordneten Strukturen 16 gezeigt. Die dort gezeigten Bauteile, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, sind mit den entsprechenden Bezugszeichen gemäß der 1A bis 1F versehen.
In den 2A bis 2C ist ein Greiferprüfsystem 24 mit einem aus dem Stand der Technik bekannten Flächensauggreifer 100 und einem Prüfstand 26 gezeigt. Der Prüfstand 26 ist dazu geeignet, einen beliebigen Flächensauggreifer 100 durch die Funktion einer Verschleißerkennung der Struktur 16 zu erweitern. Der Prüfstand 26 weist eine Prüfoberfläche 28 auf, welche mit der Anlagefläche 20 zur Anlage gebracht werden kann. Ferner weist der Prüfstand 26 einen Kraftsensor 30 und einen Distanzsensor 32 auf, wobei der Kraftsensor 30 und der Distanzsensor 32 unterhalb der Prüfoberfläche 28 angeordnet sind. Der Distanzsensor 32 ist dabei auf die Anlagefläche 20 der Struktur 16 gerichtet und kann folglich die Distanz zwischen der Prüfoberfläche 28 und der Anlagefläche 20 erfassen. Der Distanzsensor 32 kann alternativ oder zusätzlich auf die Saugseite 18 gerichtet sein und folglich die Distanz zwischen der Prüfoberfläche 28 und der Saugseite 18 erfassen. Der Distanzsensor 32 erzeugt ein die Distanz repräsentierendes Distanzsignal. Der Kraftsensor 30 ist in der Kraftrichtung angeordnet, in welcher die zwischen dem Flächensauggreifer 100 und der Prüfoberfläche 28 wirkende Kraft wirkt, und der Kraftsensor 30 ist dazu ausgebildet, diese Kraft zu erfassen. Der Kraftsensor 30 erzeugt ein die Kraft repräsentierendes Kraftsignal.
Den 2A bis 2C ist ebenfalls zu entnehmen, wie sich ein Lastzyklus auf die Struktur 16 auswirkt. In 2A ist ersichtlich, dass die Struktur 16 im unbelasteten Neutralzustand eine vollständig quaderförmige Form aufweist. Die Distanz zwischen der Saugseite 18 und der Anlagefläche 20 kann als Strukturhöhe 36 bezeichnet werden. Beim Anliegen der Anlagefläche 20 an einer Oberfläche kommt es zum Komprimieren der Struktur 16, sodass die Struktur 16 in den Komprimierzustand gebracht wird und sich die Strukturhöhe 36 um bis zu 90% verringert. Sobald die von einer Oberfläche auf die Struktur 16 wirkenden Kraft abnimmt, verformt sich die Struktur 16 zurück in den Neutralzustand, wobei in Abhängigkeit der Zeit eine Rückverformung bzw. ein Druckverformungsrest in der Struktur 16 verbleibt. Folglich ist davon auszugehen, dass die Strukturhöhe 36 in 2A größer als die Strukturhöhe 36 in 2C ist.
Zur Verarbeitung der durch den Kraftsensor 30 und den Distanzsensor 32 erzeugten Signale ist eine Steuereinheit 34 am Prüfstand 26 vorgesehen. Für die Verschleißerkennung steuert die Steuereinheit 34 den Flächensauggreifer 100 derart, dass dieser eine vorgegebene Messposition anfährt. In 2B befindet sich der Flächensauggreifer 100 in der zur Prüfung erforderlichen Messposition. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass der Flächensauggreifer 100 bzw. dessen Saugseite 18 einen vorgegebenen Abstand zur Prüfoberfläche 28 aufweist. Damit geht einher, dass die Struktur 16 eine definierte Strukturhöhe 36 aufweist, welche dem Abstand zwischen der Prüfoberfläche 28 und der Saugseite 18 entspricht. Die definierte Strukturhöhe 36 in Fig. 2B kann dabei im Bereich zwischen 0,1 und 0,9 der ursprünglichen Strukturhöhe 36 gemäß 2A liegen. Zur Bestimmung der tatsächlichen Strukturhöhe 36 kann der Distanzsensor 32 die Distanz zwischen der Saugseite 18 und der Prüfoberfläche detektieren, falls eine geringe Toleranz bei der definierten Strukturhöhe 36 erforderlich ist.
Sobald der Flächensauggreifer 100 die Messposition eingenommen hat, wirkt durch den Flächensauggreifer 100 über die Struktur 16 eine Kraft auf die Prüfoberfläche 28, welche mittels des Kraftsensors 30 erfasst werden kann. Mit steigendem Verschleiß kann die Struktur 16 eine geringere Verformbarkeit und einen höheren Kompressionswiderstand aufweisen. In diesem Fall steigt die durch den Flächensauggreifer 100 auf die Prüfoberfläche 28 wirkende Kraft, um die Struktur 16 zu komprimieren und den Flächensauggreifer 100 in die Messposition zu verfahren. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Struktur 16 seine Formbeständigkeit verliert und folglich in Folge von Verschließ einen signifikant niedrigeren Kompressionswiderstand aufweist. In diesem Fall würde die wirkende Kraft signifikant niedriger sein. Die Steuereinheit 34 ist derart eingerichtet, dass die durch den Kraftsensor 30 gemessene Kraft mit in einer Datenbank gespeicherten Betriebsbereich verglichen wird, wobei die Datenbank ebenfalls durch die Steuereinheit 34 verwaltet wird oder werden kann. Der Betriebsbereich umfasst einen Bereich von zulässigen Kräften oder Kompressionswiderständen bzw. Stauchhärten, welche bei einem betriebsgeeigneten Zustand der Struktur 16 erforderlich sind, um den Flächensauggreifer 100 in die Messposition zu verfahren. Sollte die gemessene Kraft nicht mehr im Betriebsbereich liegen, z.B., weil die maximal zulässige Kraft überschritten oder die minimal zulässige Kraft unterschritten wurde, so erzeugt die Steuereinheit 34 ein Verschleißsignal mit einem Wert, welcher einen betriebsungeeigneteren Verschleißzustand der Struktur 16 repräsentiert. Andernfalls erzeugt die Steuereinheit 34 ein Verschleißsignal mit einem Wert, der einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand der Struktur 16 repräsentiert. Dieses Messverfahren basiert auf den Prinzipien der Bestimmung der Stauchhärte von Elastomeren, wobei die Kraft gemessen wird, die erforderlich ist, das Elastomer auf einen bestimmten Anteil seiner ursprünglichen Höhe zusammenzudrücken. Entsprechend sind auch die Prinzipien der Bestimmung der Eindruckhärte anwendbar, wobei der Gegenstand 12 einen geringeren Querschnitt als die Struktur 16 aufweist. Es ist denkbar, dass die Kräfte direkt durch die Steuereinheit 34 ermittelt und verglichen werden oder dass die Kräfte auf die Fläche der Struktur 16 bezogen werden, welche komprimiert wird bzw. im Wesentlichen die Strukturhöhe 36 verringert. Der Betriebsbereich liegt für eine auf die Fläche bezogene Stauchhärte oder einen Kompressionswiderstand der Struktur 16 zwischen 1 kPa und 7 kPa, und vorzugsweise zwischen 2 kPa und 4 kPa.
In den 3A bis 3C ist ein Greiferprüfsystem 24 gezeigt, wobei im Gegensatz zum Greiferprüfsystem 24 der 2A bis 2C eine Gegenstandsoberfläche 22 für die Kontaktierung der Anlagefläche 20 dient. Anhand des Greiferprüfsystem 24 der 3A bis 3C wird die Verschleißerkennung bei einer auf die Gegenstandsoberfläche 22 wirkenden definierten Kraft beschrieben. Zur Ermittlung des Verschleißzustands wird der Flächensauggreifer 100 derart verfahren, dass eine definierte Kraft von dem Flächensauggreifer 100 über die Struktur 16 und den Gegenstand 12 auf die Prüfoberfläche 28 des Prüfstands 26 wirkt. Der Kraftsensor 30 erfasst die wirkende Kraft. Die Steuereinheit 34 ist derart eingerichtet, dass der Flächensauggreifer 100 so angesteuert wird, dass konstante Kraftverhältnisse wirken. Im Komprimierzustand der Struktur 16 bei konstanter Kraft wird durch den Distanzsensor 32 ein Distanzsignal erzeugt, welches die Distanz zwischen der Saugseite 18 und der Gegenstandsoberfläche 22 bzw. die Strukturhöhe 36 repräsentiert. Die Steuereinheit 34 greift auf die Datenbank zu, welche den Betriebsbereich der benutzten Struktur 16 beinhaltet. Der Steuereinheit 34 sind die Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit, Druck sowie die Eigenschaften der Struktur 16 und des Gegenstands 12 bekannt. Anhand dieser Informationen wählt die Steuereinheit 34 den korrespondierenden Betriebsbereich aus. Wenn das Distanzsignal innerhalb des Betriebsbereichs liegt, dann ist die Steuereinheit 34 derart eingerichtet, dass ein Verschleißsignal mit einem Wert erzeugt wird, das einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand repräsentiert. Wenn das Distanzsignal außerhalb des Betriebsbereichs liegt, dann ist die Steuereinheit 34 derart eingerichtet, dass ein Verschleißsignal mit einem Wert erzeugt wird, der einen betriebsungeeigneten Verschleißzustand repräsentiert. Der Betriebsbereich liegt je nach definierter Kraft in einem Bereich zwischen 0,01 und 0,9 der ursprünglichen Strukturhöhe 36. Die ursprüngliche Strukturhöhe 36 kann dabei der Struktur 16 ohne Verschleiß oder der Strukturhöhe 36 vor dem letzten Lastzyklus gemäß 3A entsprechen
Das Messverfahren mittels Restformung der Struktur 16 zur Verschleißerkennung kommt zur Anwendung, wenn der Distanzsensor 32 auf die Anlagefläche 20 der Struktur 16 gerichtet ist. In diesem Fall erfasst der Distanzsensor 32 den Abstand zwischen der Prüfoberfläche 28 und der Anlagefläche 20. Durch Messung zu zwei Messzeitpunkten kann eine Änderung der Strukturhöhe 36 durch den Distanzsensor 32 erfasst werden. Dazu wird der Flächensauggreifer 100 in eine vordefinierte Position gefahren, in welchem die Struktur 16 sich in einem Neutralzustand befindet. Der Distanzsensor 32 erfasst die Distanz zur Anlagefläche 20 und erzeugt ein Distanzsignal, welches von der Steuereinheit 34 gespeichert wird. Im Anschluss wird der Flächensauggreifer 100 gegen die Gegenstandsoberfläche 22 gedrückt, sodass die Struktur 16 wie in 3B 25% der ursprünglichen Strukturhöhe 36 wie in 3A aufweist. Der Bereich für die Komprimierung der Struktur 16 kann in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,9 liegen. Die Struktur 16 wird in diesem Komprimierzustand einen definierten Zeitraum gehalten, welcher zwischen 1 s und 60 min liegen kann. Anschließend verfährt der Flächensauggreifer 100 in die vorherige Position gemäß 3A, in welcher die Struktur 16 den Neutralzustand einnimmt, indem sich die Struktur 16 rückverformt. Nach einem definierten Zeitraum, insbesondere 1 s bis 60 min, nach der Entlastung der Struktur 16 erfasst der Distanzsensor 32 nochmals den Abstand zwischen der Prüfoberfläche 28 und der Anlagefläche 20. Daraus ergibt sich eine in der Struktur 16 verbleibende Verformung, welche sich nach dem definierten Zeitraum noch nicht rückverformt hat. Die Steuereinheit 34 ist derart eingerichtet, dass diese in der Datenbank den zur Struktur und zum greifenden Gegenstand korrespondierenden Betriebsbereich wählt. Der Betriebsbereich umfasst in diesem Fall einen Bereich für einen zulässigen Druckverformungsrest. Sollte das Verformungssignal innerhalb des Betriebsbereichs liegen, wird ein betriebsgeeignetes Verschleißsignal erzeugt. Sollte das Verformungssignal außerhalb des Betriebsbereichs liegen, so wird ein betriebsungeeignetes Verschleißsignal erzeugt.
In den 4A bis 4C ist ein erfindungsgemäßer Flächensauggreifer 10 gezeigt. In diesem Fall ist die Verschleißerkennung innerhalb des Flächensauggreifers 10 vorgesehen. Dabei sind der Kraftsensor 30 und der Distanzsensor 32 am Grundmodul 14 angeordnet. Der Kraftsensor 30 liegt in der Kraftrichtung, in welcher die zwischen dem Flächensauggreifer 10 und der anliegenden Bodenoberfläche 31 wirkenden Kraft verläuft. Der Kraftsensor 30 ist derart ausgebildet, dass dieser ein Kraftsignal erzeugt, welches die wirkende Kraft repräsentiert. Der Distanzsensor 32 ist von der Saugseite 18 zur Struktur 16 gerichtet. Der Distanzsensor 32 wirkt mit einem im Bereich der Anlagefläche 20 an der Struktur 16 angeordneten Sensorelement 38 zur Erfassung der Strukturhöhe 36 zusammen. Die Steuereinheit 34 kann ebenfalls im Flächensauggreifer 10 angeordnet sein, um in Abhängigkeit des Kraftsignals, des Distanzsignals und oder des Verformungssignals das Verschleißsignal zu bestimmen. Die zu den 2A bis 4C beschriebenen Verschleißerkennungsverfahren sind entsprechend auf den Flächensauggreifer 10 in den 4A bis 4C anwendbar. Durch die Anordnung des Kraftsensors 30 und des Distanzsensors 32 am Flächensauggreifer 10 kann der Flächensauggreifer 10 flexibel eingesetzt werden, da zur Verschleißerkennung keine zusätzliche Peripherie erforderlich ist.
In den 5A bis 5C ist ein den 4A bis 4C entsprechender Flächensauggreifer gezeigt, wobei die Prüfverfahren durch Andrücken an einen Gegenstand 12 durchgeführt werden.
In den 6A bis 6C ist ein redundantes System mit einem Greiferprüfsystem 24 und einem Flächensauggreifer 10 gezeigt, wobei sowohl am Flächensauggreifer 10 als auch an einem Prüfstand 24 jeweils ein Kraftsensor 30 und ein Distanzsensor 32 vorgesehen sind. Folglich kann eine Verschleißerkennung der Struktur 16 auch bei Ausfall einer der vorgesehenen Sensoren gewährleistet werden.
Ein zyklusunabhängiges Verfahren zur Verschleißerkennung ist mit dem Flächensaugreifer 10 der 7A bis 7C gezeigt, wobei der Flächensauggreifer 10 eine Verschleißerkennung mittels eines Volumenstromsensors 10 beinhaltet. Der Volumenstromsensor 10 ist im Bereich des Grundmoduls 14 angeordnet und derart eingerichtet, dass der zur Erzeugung der Ansaugkraft erforderliche Volumenstrom ermittelt werden kann. Der Volumenstromsensor 10 erzeugt im Anschluss ein den Volumenstrom repräsentierendes Volumenstromsignal. Das Volumenstromsignal steht in direktem Zusammenhang mit der Fluiddurchlässigkeit der Struktur 16. Zudem ist eine Steuereinheit 34 vorgesehen, welche in Abhängigkeit des Volumenstromsignals ein Verschleißsignal erzeugt und weitere Maßnahmen hinsichtlich der Struktur 16 einleiten kann. Das Volumenstromsignal kann sowohl im unbelasteten Neutralzustand gemäß 7A und 7C als auch im belasteten Komprimierzustand gemäß 7B erzeugt werden.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele ermöglichen die Verschleißerkennung während der Haupt- und Nebenzeiten des Flächensauggreifers 100. Sobald mehrere Messungen hinsichtlich der Verschleißerkennung durchgeführt worden sind, kann ein Verschleißverlauf durch die Steuereinheit 34 ermittelt werden, sodass eine Vorhersage hinsichtlich des Ausfallzeitpunkts der Struktur 16 durch die Steuereinheit 34 getroffen werden kann. Zudem wird ein automatischer Wechsel der Struktur 16 ermöglicht, wenn die Steuereinheit ein betriebsungeeignetes Verschleißsignal erzeugt und aufgrund dessen den Wechsel der Struktur 16 in Auftrag gibt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006050970 A1 [0003]
DE 102013201249 B4 [0004]

Claims

Verfahren zur Verschleißerkennung von an Flächensauggreifern (10, 100) angeordneten, eine Strukturhöhe (36) aufweisenden Strukturen (16), insbesondere von technischen Schäumen und/oder von Saugnäpfen, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächensauggreifer (10, 100) gegen eine Oberfläche (22, 28, 31) gedrückt wird, - sodass die komprimierte Struktur (16) eine vorgebbare Strukturhöhe (36) einnimmt, und dass ein Kraftsignal erzeugt wird, das die zwischen der Oberfläche (22, 28, 31) und dem Flächensauggreifer (10, 100) wirkende Kraft repräsentiert, und/oder - sodass zwischen der Oberfläche (22, 28, 31) und dem Flächensauggreifer (10, 100) eine vorgebbare Kraft wirkt, und dass ein Distanzsignal erzeugt wird, das die Strukturhöhe (36) der komprimierten Struktur (16) repräsentiert, und/oder - dass nach dem Ablösen der Struktur (16) von der Oberfläche (22, 28, 31) eine Rückverformung der Struktur (16) bestimmt wird, und dass ein Verformungssignal erzeugt wird, dass die Rückverformung der Struktur (16) repräsentiert, und dass ein Verschleißsignal in Abhängigkeit des Kraftsignals, des Distanzsignals und/oder des Verformungssignals erzeugt wird, das den Verschleißzustand der Struktur (16) repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen des Verschleißsignals das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal mit einem Betriebsbereich verglichen wird, wobei das Verschleißsignal dann einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal innerhalb des Betriebsbereichs liegt, und/oder wobei das Verschleißsignal einen dann betriebsungeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal außerhalb des Betriebsbereichs liegt.
Verfahren zur Verschleißerkennung von an Flächensauggreifern (10) angeordneten Strukturen (16), insbesondere von technischen Schäumen und/oder von Saugnäpfen, wobei zwischen einer Anlagefläche (18) der Struktur (16) zur Anlage eines zu greifenden Gegenstands (12) und dem Flächensauggreifer (10) ein Fluid zur Ausbildung einer Ansaugkraft gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenstromsignal erzeugt wird, das die Durchlässigkeit der Struktur (16) bezüglich des geförderten Fluids repräsentiert, und dass ein Verschleißsignal in Abhängigkeit des Volumenstromsignals erzeugt wird, das den Verschleißzustand der Struktur (16) repräsentiert.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen des Verschleißsignals das Volumenstromsignal mit einem Betriebsbereich verglichen wird, wobei das Verschleißsignal dann einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Volumenstromsignal innerhalb des Betriebsbereichs liegt, und/oder wobei das Verschleißsignal einen dann betriebsungeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Volumenstromsignal außerhalb des Betriebsbereichs liegt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsbereich in Abhängigkeit der Struktur (16), insbesondere des Materials, der Beschaffenheit und/oder der Form der Struktur, in Abhängigkeit des Materials, der Beschaffenheit und des Gewichts des greifenden Gegenstands (12) und/oder in Abhängigkeit der Umgebungszustände, insbesondere der Umgebungstemperatur, der Umgebungsfeuchtigkeit und des Umgebungsdrucks, bestimmt wird.
Flächensauggreifer (10) zum Ansaugen und Handhaben von Gegenständen (12) mit einem Grundmodul (14), in welchem eine mit Unterdruck beaufschlagbare Unterdruckkammer vorgesehen ist, und mit einer Steuereinheit (34) zur Steuerung des Flächensauggreifers (10), wobei das Grundmodul (14) auf einer Saugseite (18) Saugöffnungen aufweist, wobei der Saugseite (18) eine elastisch komprimierbare Struktur (16) mit einer Anlagefläche (20) zur Anlage des anzusaugenden Gegenstands (12) und mit einer senkrecht zur Anlagefläche (20) verlaufenden Strukturhöhe (36) zugeordnet ist, wobei im Betrieb, in welchem an der Anlagefläche (20) kein Gegenstand (12) anliegt, die Struktur (16) einen Neutralzustand einnimmt, und wobei im Betrieb, in welchem an der Anlagefläche (20) ein Gegenstand (12) anliegt, die Struktur (16) einen Komprimierzustand einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kraftsensor (30) zur Aufnahme der zwischen einem an der Anlagefläche (20) anliegenden Gegenstand (12) und dem Flächensauggreifer (10) wirkenden Kraft vorgesehen ist, und/oder dass ein Distanzsensor (32) zur Aufnahme der Strukturhöhe (36) vorgesehen ist, und dass die Steuereinheit (34) derart eingerichtet ist, dass dann, wenn der Flächensauggreifer (10) gegen eine Oberfläche (22, 28, 31) gedrückt wird, - die Struktur (16) im Komprimierzustand eine vorgebbare Strukturhöhe (36) einnimmt, und dass der Kraftsensor (30) ein Kraftsignal erzeugt, das die zwischen der Oberfläche (22, 28, 31) und dem Flächensauggreifer (10) wirkende Kraft repräsentiert, und/oder - zwischen der Oberfläche (22, 28, 31) und dem Flächensauggreifer (10) eine vorgebbare Kraft wirkt, und dass der Distanzsensor (32) ein Distanzsignal erzeugt, das die Strukturhöhe (36) der Struktur (16) im Komprimierzustand repräsentiert, und/oder - im Anschluss nach dem Ablösen der Struktur (16) von der Oberfläche (22, 28, 31) eine Rückverformung der Struktur (16) in den Neutralzustand stattfindet, und dass der Distanzsensor (32) ein Verformungssignal erzeugt, dass die Rückverformung der Struktur (16) repräsentiert, und dass die Steuereinheit (34) derart eingerichtet ist, dass diese ein Verschleißsignal in Abhängigkeit des Kraftsignals, des Distanzsignals und/oder des Verformungssignals erzeugt, das den Verschleißzustand der Struktur (16) repräsentiert.
Flächensauggreifer (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die anliegende Oberfläche durch eine Gegenstandsoberfläche (22) eines zu greifenden Gegenstands (12) gebildet wird.
Flächensauggreifer (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftsensor (30) und/oder der Distanzsensor (32) am Grundmodul (14) und/oder an der Struktur (16) angeordnet ist.
Flächensauggreifer (10) nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorelement (38) an der Struktur (16) angeordnet ist, wobei das Sensorelement (38) mit dem Distanzsensor (32) zur Messung der Strukturhöhe (36) zusammenwirkt.
Flächensauggreifer (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenspeicher vorgesehen ist, welcher eine Datenbank mit Betriebsbereichen der Struktur (16) bereitstellt, und dass die Steuereinheit (34) derart eingerichtet ist, dass diese das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal mit den Betriebsbereichen vergleicht, wobei die Steuereinheit (34) ein Verschleißsignal erzeugt, das dann einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal innerhalb des Betriebsbereichs liegt, und/oder wobei die Steuereinheit ein Verschleißsignal erzeugt, das dann einen betriebsungeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Kraftsignal, das Distanzsignal und/oder das Verformungssignal außerhalb des Betriebsbereichs liegt.
Greiferprüfsystem (24) mit einem Flächensauggreifer (10, 100) nach einem der Ansprüche 6 und 8 bis 10 und einem Prüfstand (26), dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftsensor (30) und/oder der Distanzsensor (32) am Prüfstand (26) angeordnet ist.
Greiferprüfsystem (24) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfstand (26) eine Prüfoberfläche (28) aufweist, und dass die anliegende Oberfläche durch die Prüfoberfläche (28) gebildet wird, oder dass die anliegende Oberfläche durch eine Gegenstandsoberfläche (22) eines zu greifenden Gegenstands (12) gebildet wird, welcher auf der Prüfoberfläche (28) positioniert ist.
Flächensauggreifer (10) zum Ansaugen und Handhaben von Gegenständen (12) mit einem Grundmodul (14), in welchem eine mit Unterdruck beaufschlagbare Unterdruckkammer vorgesehen ist, und mit einer Steuereinheit (34) zur Steuerung des Flächensauggreifers (10), wobei das Grundmodul (14) auf einer Saugseite (18) Saugöffnungen aufweist, wobei der Saugseite (18) eine elastisch komprimierbare Struktur (16) mit einer Anlagefläche (20) zur Anlage des anzusaugenden Gegenstands (12) zugeordnet ist, wobei zwischen der Anlagefläche (20) und der Saugseite (18) ein Fluid zur Ausbildung der Ansaugkraft gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumenstromsensor (40) zur Aufnahme des Volumenstroms des Fluids vorgesehen ist, dass der Volumenstromsensor (40) ein Volumenstromsignal erzeugt, das die Fluiddurchlässigkeit der Struktur repräsentiert, und dass die Steuereinheit (34) derart eingerichtet ist, dass diese ein Verschleißsignal in Abhängigkeit des Volumenstromsignals erzeugt, das den Verschleißzustand der Struktur (16) repräsentiert.
Flächensauggreifer (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenspeicher vorgesehen ist, welcher eine Datenbank mit Betriebsbereichen der Struktur (16) bereitstellt, und dass die Steuereinheit (34) derart eingerichtet ist, dass diese das Volumenstromsignal mit den Betriebsbereichen vergleicht, wobei die Steuereinheit (34) ein Verschleißsignal erzeugt, das dann einen betriebsgeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Volumenstromsignal innerhalb des Betriebsbereichs liegt, und/oder wobei die Steuereinheit ein Verschleißsignal erzeugt, das dann einen betriebsungeeigneten Verschleißzustand repräsentiert, wenn das Volumenstromsignal außerhalb des Betriebsbereichs liegt.