DE19531927C2 - Vorrichtung zum Greifen und Transportieren von Stückgut, insbesondere von Behältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen und Transportieren von Stückgut, insbesondere von Behältern gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine gattungsbildende Vorrichtung ist der DE 33 27 060 A1 zu entnehmen. Diese als Greifer ausgebildete Vorrichtung weist zwei gegeneinander bewegliche Backen auf. Auf den einander zugewandten Greifflächen der Backen sind jeweils mehrere einzeln in bezug auf die Backen bewegliche und hydraulisch gegen den zu greifenden Gegenstand andrückbare Greifglieder verteilt. Diese als parallel nebeneinander liegende Lamellen ausgebildeten Greifglieder ermöglichen eine selbsttätige Anpassung des Greifers an die jeweilige Außenkontur des zu erfassenden Gegenstandes. Die zwei identisch aufgebauten Backen sind mittels eines Antriebes entlang von Führungsstangen verschiebbar. Jede der Lamellen weist an ihrer der Backe zugewandten inneren Kante zwei Ansätze auf, die in zylindrische Bohrungen der Backe hineinragen. Jede der Bohrungen nimmt einen mit einem Dichtring versehenen Kolben auf, der durch eine Feder in Richtung auf den Ansatz verspannt wird. Die die Federn aufnehmenden Abschnitte der Bohrungen sind durch eine Kammer miteinander verbunden. Die Kammer steht über eine Stichbohrung mit einer durch zwei Kolben begrenzten Pufferkammer in Verbindung. Diese Kolben werden durch zwei Federn in Richtung auf die Pufferkammer vorgespannt. Die die Pufferkammer bildende und die Kolben, die Federn und die Stopfen aufnehmende Bohrung ist in einem von dem Hauptkörper der Backe lösbaren Block ausgebildet. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die konstruktiv und fertigungsbedingt aufwendige Art und Weise der Herstellung des Greifers, sowie die erforderliche Feinabstimmung der miteinander wirkenden Federn. Außerdem ist die Betriebssicherheit als niedrig anzusehen, da die kleinste Leckage des Hydrauliksystems genügt, um die Funktion der beweglichen Lamellen nicht mehr zu gewährleisten. Weiterhin ist mit dieser Vorrichtung ein selektives Ergreifen eines Stückgutes an einem Stapel nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, gestapeltes Stückgut, insbesondere Behälter, deren Außenflächen unregelmäßig sind, wie z. B. Rippen, Vorsprünge, Kanten und dgl. sicher zu erfassen und auch ein selektives Ergreifen aus einem Stapel zu gewährleisten. Weiterhin soll die Vorrichtung einfach aufgebaut sein und im wesentlichen aus verfügbaren Standard-Bausätzen aufgebaut sein.

Die Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Bestandteil von Unteransprüchen.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, daß Gruppen von Greifelementen gebildet sind, die jeweils an einem Greifsegmentrahmen angeordnet sind und daß an den Greifsegmentrahmen druckmittelbetriebene Kolben-Zylinder-Antriebe angeschlossen sind. Die Maßnahmen besitzen den Vorteil, daß einzelne Behälter aus einem Stapel gegriffen werden können, ohne den jeweiligen benachbarten Behälter zu berühren.

Es ist vorteilhaft, wenn der Kolben-Zylinder-Antrieb jeweils an einer H-förmigen Linearführungseinheit mit dem Zylindergehäuse befestigt ist, wobei parallele Führungsstangen und die Kolbenstange des Kolben-Zylinder- Antriebs an den Greifsegmentrahmen angeschlossen sind. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß für die Vorrichtung komplette Baueinheiten verwendet werden können, die leicht zu montieren sind.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die den beiden Stückgutaußenseiten zugeordneten Linearführungseinheiten an parallelen Längsträgern befestigt sind. Damit ist eine besonders günstige Befestigung und Raumausnutzung verbunden, um die Vorrichtung auf die Breite des jeweiligen Stückgutes bzw. Behälters abzustimmen.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die parallelen Längsträger mit Querträgern verbunden sind und daß die Querträger an ein Vertikallinearmodul eines Handhabungsgerätes anschließbar sind. Mit dieser Gestaltung ist eine universelle Einsetzbarkeit der Vorrichtung verbunden, so daß die Vorrichtung z. B. an Handhabungsgeräte angeschlossen werden kann.

Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist, daß die Greifelemente um einen Winkel von ca. 10° bis 40° zur Lotrechten um eine horizontale Achse schwenkbar und mittels Federkraft in eine Grundstellung rückstellbar sind. Dadurch wird möglich, daß die Greifelemente nach einem abgeschlossenen Greifvorgang wieder in ihre Ausgangsposition zurückkehren und für einen neuerlichen Greifvorgang bereit sind.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß pneumatisch betätigte Kolben-Zylinder-Antriebe über Elektromagnetventile und ein diese steuerndes Lichtschrankensystem betätigbar sind. Die Vorrichtung wird hierbei um ein Sicherheitssystem ergänzt, das eine Überprüfung in einem vollautomatisierten Betrieb vornehmen kann, so daß Greifvorgänge verhindert werden, wenn die Vorrichtung bereits mit einem Stückgut arbeitet.

In Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß an einem Greifelement sich gegenüberliegender Gruppen von Greifelementen jeweils ein Halter für ein Sende- bzw. Empfangsteil des Lichtschrankensystems befestigt ist. Sofern daher ein Stückgut bzw. ein Behälter bereits in dem Raum zwischen sich gegenüberliegenden Greifelementen vorhanden ist, können weitere Greifvorgänge ausgeschlossen werden.

Die Schwenkbarkeit und die Rückstellbarkeit der Greifelemente wird nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dadurch bewirkt, daß das Greifelement aus einem schwenkbar gelagerten Greiffinger besteht, wobei in dem Greifsegmentrahmen eine Schwenkachse vorgesehen ist, in deren Bereich der Greiffinger einen winkelförmigen freien Schwenkarm bildet und daß außerhalb der Schwenkachse im Schwenkarm eine Feder eingebracht ist, die sich am Greiffinger und am Greifsegmentrahmen abstützt. Die Feder ist hierbei im Inneren des Greifelementes, d. h. nicht nur geschützt untergebracht, sondern auch unter Ausnutzung eines möglichst geringen Raumes, wodurch die Vorrichtung besonders kompakt wird.

Die Greifelemente einer Gruppe können mit Bewegungsabstand nebeneinander angeordnet sein. Bei einer Unregelmäßigkeit der Behälteroberfläche fällt daher nur der betroffene Greiffinger aus, währenddem benachbarte Greiffinger ihre gewünschte Tätigkeit ausüben können.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Vorrichtung in Ansicht in einer ersten Al­ ternative,

Fig. 2 die zur Fig. 1 gehörende Draufsicht,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 4 eine Ansicht der Vorrichtung in einer zweiten Alternative,

Fig. 5 die zur Fig. 4 gehörende Draufsicht,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Vorrichtung und

Fig. 7 die Anwendung der Vorrichtung an einem Handhabungsgerät, im Aufriß gezeichnet.

Die Vorrichtung zum Greifen und Transportieren von Stückgut 1, insbesondere von Behältern aus Kunst­ stoff, wie diese für den Transport von Postgut verwen­ det werden, besteht aus Reihen 2 von Greifsegmenten, die jeweils einer Stückgutaußenseite 1a bzw. 1b zuge­ ordnet sind. Die Greifelemente 4 sind an einem heb- und senkbaren sowie verfahrbaren Rahmen 5 paarweise be­ weglich gelagert (Fig. 7).

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 3) sind diese Greifelemente 4 paarweise geradlinig ge­ genläufig auf- und zufahrbar, so daß unterschiedlich breites Stückgut 1 erfaßt werden kann. Da die Behälter dünnwandig sind und mittels außen befindlichen Stegen, Rippen, Absätzen u. dgl. verstärkt sind, ist das einzelne Greifelement 4 federnd nachgiebig an dem Rahmen 5 gelagert und fällt aus, wenn es sich auf einen dieser Stege, Rippen oder Kanten legt. Es sind Gruppen 3 von Greifelementen 4 gebildet, die an einem Greifsegmen­ trahmen 6 gelagert sind. An jedem Greifsegmentrah­ men 6 ist ein druckmittelbetriebener, vorzugsweise pneumatisch betriebener Kolben-Zylinder-Antrieb 7 angeschlossen. Der Kolben-Zylinder-Antrieb 7 ist je­ weils an einem Längsträger 9 mit seinem Zylinderge­ häuse 7a befestigt.

Am Längsträger 9 sind ausfahrbare Führungsstangen 10a befestigt, deren Stangen jeweils mit den Greifseg­ mentrahmen 6 verbunden sind.

Die Greifsegmentrahmen 6 sind miteinander verbun­ den und dicht aneinanderliegend ausgeführt (Fig. 2). Die Greifsegmentrahmen 6 sind außerdem sämtlich an seit­ lichen mitbewegten Längsträgern 9a und 9b befestigt.

Dieses Ausführungsbeispiel stellt somit die einfachste Ausführungsform der Vorrichtung dar.

Der Aufbau der Vorrichtung im ersten Ausführungs­ beispiel ist dahingehend gestaltet, daß eine Reihe von Greifsegmenten 2 aus mehreren Greifsegmentrahmen 6 besteht. In jedem Greifsegmentrahmen 6 werden die Greifelemente 4 von einer Welle 17 gehalten.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein zweites Ausführungsbei­ spiel. Die den beiden Stückgutaußenseiten 1a, 1b zuge­ ordneten Linearführungseinheiten 8 sind an zwei statio­ nären parallelen Längsträgern 9 befestigt. Die paralle­ len Längsträger 9 sind mit Querträgern 10 verbunden und die Querträger 10 sind über den heb- und senkbaren Rahmen 5 an ein Vertikallinearmodul 11 eines Handha­ bungsgerätes 12 angeschlossen (vgl. Fig. 7).

Für beide Ausführungsformen gilt, daß die Greifele­ mente 4 um einen Winkel von ca. 10° bis 40° zur Lot­ rechten um eine horizontale Achse 13 geschwenkt wer­ den können. Die Greifelemente 4 sind dabei mittels ei­ ner Feder 18 in ihre Grundstellung rückstellbar.

Die pneumatisch betätigten Kolben-Zylinder-Antrie­ be 7 werden wie üblich durch Elektromagnetventile und ein diese steuerndes Lichtschrankensystem 14 betätigt. An einem beliebigen Greifelement 4 z. B. sich gegen­ überliegender Gruppen 3 von Greifelementen 4 ist je­ weils ein Halter 15 für einen Sende- bzw. Empfangsteil 16 des Lichtschrankensystems 14 befestigt. Für den Fall, daß sich ein Stückgut 1 zwischen Sender und Empfänger 16 befindet, wird durch die Unterbrechung des Licht­ strahls das Stückgut 1 durch die Greifstellung der Greif­ elemente 4 gehalten, so daß also der jeweilige Kolben- Zylinder-Antrieb 7 nicht betätigt werden kann, sondern verriegelt bleibt.

Zusätzlich ist man durch das Lichtschrankensystem 14 in der Lage, während der Bewegung des Handha­ bungsgerätes 12 das Vorhandensein des Stückgutes 1 zu überwachen. Sollte ein Stückgut 1 (Behälter) verloren­ gehen, kann das Handhabungsgerät 12 sofort stoppen.

Das Greifelement 4 wird (Fig. 3 und 6) jeweils durch einen schwenkbar gelagerten Greiffinger 4a gebildet, wobei in dem Greifsegmentrahmen 6 die Welle 17 vor­ gesehen ist, in deren Bereich der Greiffinger 4a einen winkelförmigen (ca. 10° bis 40° zur Lotrechten) freien Schwenkarm 4b bildet. Zwischen der angewinkelten Fläche des Schwenkarms 4b und der gegenüberliegen­ den Fläche des Greifsegmentrahmens 6, in denen je­ weils entsprechende Bohrungen vorgesehen sind, ist die Feder 18, eine Druckfeder, eingelegt, die sich folglich am Greiffinger 4a und am Greifsegmentrahmen 6 abstützt und den Greiffinger 4 in der senkrechten Grundstellung hält.

Die Beweglichkeit der einzelnen Greifelemente 4 ei­ ner Gruppe 3 oder aller einzelnen Greifelemente 4 er­ gibt sich durch deren Nebeneinander-Anordnung mit einem Bewegungsabstand 19.

Gemäß Fig. 7 können Stückgüter 1, d. h. Behälter un­ terschiedlicher Länge, Breite und Höhe ohne weiteres zugleich gegriffen werden. Das Handhabungsgerät 12 weist einen Schaltschrank 20 auf. In eine den Schalt­ schrank 20 und das Linienportal 11 umgebende feste Zelle 21 wird von rechts nach links unter das Linienpor­ tal 11 ein Wagen 23 eingeschoben, in dem sich das Stückgut 1 befindet. Die Vorrichtung kann in Z-Rich­ tung durch den Motor 24 bewegt werden. Für die X-Richtung sind angetriebene Linearmodule 25 und 26 angeordnet.

Die beschriebene Vorrichtung kann für die unter­ schiedlichsten Stückgutarten, die Unstetigkeiten an ih­ rer Außenfläche aufweisen, eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1

Stückgut

1

aStückgutaußenseite

1

bStückgutaußenseite

2

Reihe von Greifsegmenten

3

Gruppen von Greifelementen

4

Greifelemente

4

aGreiffinger

4

bSchwenkarm

5

heb- und senkbarer Rahmen

6

Greifsegmentrahmen

7

Kolben-Zylinder-Antrieb

7

aZylindergehäuse

7

bKolbenstange

8

Linearführungseinheit

8

aparallele Führungsstangen

9

Längsträger

9

aLängsträger

9

bLängsträger

10

Querträger

10

aausfahrbare Führungsstangen

11

Linienportal

12

Handhabungsgerät

13

horizontale Achse

14

Lichtschrankensystem

15

Halter

16

Sende- bzw. Empfangsteil

17

Welle

18

Feder

19

Bewegungsabstand

20

Schaltschrank

21

Zelle

22

Vertikallinearmodul

23

Wagen

24

Motor(Z-Achse)

25

Linearmodul

26

Linearmodul

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Greifen und Transportieren von Stückgut, insbesondere von Behältern, mittels jeweils einer Stückgutaußenseite zugeordneten Reihe von Greifelementen, die in einem Halteelement angeordnet sind und das einzelne Greifelement nachgiebig an dem Halteelement gelagert ist und die Halteelemente paarweise geradlinig gegenläufig auf- und zufahrbar und an einem heb- und senkbaren sowie verfahrbaren Rahmen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen (3) von Greifelementen (4) gebildet sind, die jeweils an einem als Greifsegmentrahmen (6) ausgebildeten Halteelement angeordnet sind und daß an den Greifsegmentrahmen (6) druckmittelbetriebene Kolben-Zylinder-Antriebe (7) angeschlossen sind, wobei der Kolben-Zylinder-Antrieb (7) mit dem Zylindergehäuse (7a) befestigt ist, wobei parallele Führungsstangen (8a) und die Kolbenstange (7b) des Kolben-Zylinder-Antriebs (7) an den Greifsegmentrahmen (6) angeschlossen sind und daß die Greifelemente (4) um einen Winkel von ca. 10 bis 40° zur Lotrechten um eine horizontale Achse (13) schwenkbar und mittels Federkraft in eine Grundstellung rückstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den beiden Stückgutaußenseiten (1a, 1b) zugeordneten Linearführungseinheiten (8) an parallelen Längsträgern (9) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Längsträger (9) mit Querträgern (10) verbunden sind und daß die Querträger (10) an ein Vertikallinearmodul (11) eines Handhabungsgerätes (12) anschließbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß pneumatisch betätigte Kolben-Zylinder-Antriebe (7) über Elektromagnetventile und ein diese steuerndes Lichtschrankensystem (14) betätigbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Greifelement (4) sich gegenüberliegender Gruppen (3) von Greifelementen (4) jeweils ein Halter (15) für ein Sende- bzw. Empfangsteil (16) des Lichtschrankensystems (14) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifelement (4) aus einem schwenkbar gelagerten Greiffinger (4a) besteht, wobei in dem Greifsegmentrahmen (6) eine Welle (17) vorgesehen ist, in deren Bereich der Greiffinger (4a) einen winkelförmigen freien Schwenkarm (4b) bildet und daß außerhalb der Welle (17) im Schwenkarm (4b) eine Feder (18) eingebracht ist, die sich am Greiffinger (4a) und am Greifsegmentrahmen (6) abstützt.