DE19614478C1 - Unterdruckhandhabungsgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Unterdruckhandhabungsgerät mit einer über einen Hubschlauch an eine Unterdruck erzeugende Vorrichtung anschließbaren Sauggreifereinrichtung, die zum Ansaugen eines zu hebenden oder zu transportierenden Gegen­ stands auf diesen aufsetzbar ist und zwischen der Ansaug­ seite und der Abstromseite ein Absperrorgan aufweist, das beim Aufsetzen auf den Gegenstand geöffnet wird und im nicht belegten Zustand der Sauggreifereinrichtung ge­ schlossen ist.

Derartige Unterdruckhandhabungsgeräte, oftmals auch als Vakuum-Hebegeräte bezeichnet, sind bekannt und weisen wenigstens einen Saugteller oder eine Saugplatte oder auch einen sogenannten Saugkasten mit einer Vielzahl von Ansaug­ öffnungen auf. Sauggreifereinrichtungen mit einer Vielzahl von Saugstellen werden hauptsächlich dann verwendet, wenn flächenhafte Güter, wie Bretter, Platten oder große Kartons oder dergleichen angesaugt werden sollen. Bei diesen Geräten ist dann vorzugsweise an jeder Ansaugstelle ein von den anderen Ansaugstellen unabhängiges Strömungsventil vorgesehen, das im belegten Zustand der Ansaugstelle geöffnet ist und im nicht belegten Zustand geschlossen ist.

Bei einem bekannten Unterdruckhandhabungsgerät (vgl. z. B. DE 36 18 704 C2) ist das Absperrorgan von einer Ventilplatte gebildet, die von innen gegen eine eine Strömungsöffnung umgebende Wand anlegbar bzw. von dieser Wand abhebbar ist. Die Ventilplatte ist hierfür mit einem stößelartigen Taster verbunden, dessen freies Ende von der Ansaugseite der Sauggreifereinrichtung vorsteht. Beim Aufsetzen auf einen anzusaugenden Gegenstand wird der Taster entgegen einer Federkraft nach innen gedrückt und hebt dabei die Ventilplatte von der Öffnung ab, so daß eine Strömungsverbindung zwischen der Ansaug­ seite der Sauggreifereinrichtung und einem Gebläse oder dergleichen hergestellt ist und der zu hebende Gegenstand angesaugt wird.

Ein derartiges Unterdruckhandhabungsgerät bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß die Feder, welche den Taster in seine über die Ansaugseite der Sauggreifereinrichtung vorstehende Position drückt und dabei die Ventilplatte in ihre Schließstellung zwingt, sehr stark sein muß, da die Federkraft auch bei maximaler Druckdifferenz gewährleisten muß, daß die Ventilplatte nicht infolge dieser Druckdifferenz von der Ventilkasteninnenseite abgehoben wird und den Strömungsweg freigibt. Dies führt häufig zu Beschädigungen von anzusaugenden Gegenständen, z. B. Kartons, indem die stößelartigen Taster aufgrund der starken Federkraft nicht nach innen gedrückt werden, sondern in die betreffenden Gegenstände eindringen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Unterdruckhandhabungsgerät der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß für das Absperrorgan eine geringere Kraft in Schließrichtung erforderlich ist, um dieses geschlossen zu halten, wenn die Sauggreifereinrichtung unbelegt ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Unterdruckhandhabungsgerät der erwähnten Art gelöst, das erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß das Absperrorgan eine schwenkbar angelenkte Ventilklappe umfaßt, deren Schwenkachse im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung verlaufend im Strömungsweg angeordnet ist.

Durch die erfindungsgemäße Lösung braucht das Absperrorgan nicht sehr stark in Schließrichtung vorgespannt zu werden, da die zwischen der Außenseite (1 Atmosphäre) und dem Inneren des Unterdruckhandhabungsgeräts (< 1 Atmosphäre) herrschende Druckdifferenz sowohl zu einem die Ventilklappe in Schließrichtung als auch in Öffnungsrichtung ver­ schwenkenden Drehmoment führt. Die Ventilklappe braucht nur mit einer verhältnismäßig geringen Kraft in Schließrichtung vorgespannt zu werden, um ein ungewolltes Öffnen auch bei maximaler Druckdifferenz zu verhindern.

Bewegbare (als Blattfeder ausgebildete) Ventilklappen sind an sich bekannt (vgl. JP 187430); sie weisen aber die oben genannten Vorteile nicht auf.

Die schwenkbare Ventilklappe kann in an sich beliebiger Weise gesteuert, d. h. geöffnet oder geschlossen werden und durch federnde Elemente und/oder durch entsprechende außermittige Anordnung der Schwenkachse in der einen oder anderen Richtung vorgespannt sein.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein von der Ansaugseite der Sauggreifereinrichtung vorstehendes Tastelement vorgesehen, das beim Aufsetzen auf einen anzusaugenden Gegenstand entgegen einer Vorspannung nach innen gedrückt wird und dabei die Ventilklappe aus ihrer Schließstellung freigibt oder in eine Offenstellung verschwenkt. Bei dieser Ausführungsform kann die Schwenkachse innerhalb der Ventilklappe derart außermittig angeordnet sein, daß die Ventilklappe bei einer Druckdifferenz in Öffnungsrichtung verschwenkt wird und demzufolge von dem erwähnten Tastelement so lange in ihrer Schließstellung gehalten wird, bis das Tastelement von einem anzusaugenden Gegenstand nach innen gedrückt wird. Die Ventilklappe wird dann aus ihrer Schließstellung freigegeben und schwenkt in eine Offenstellung.

Das Tastelement kann aber auch über ein starres Stellorgan mit der Ventilklappe verbunden sein. Beim Aufsetzen der Sauggreifereinrichtung auf einen anzusaugenden Gegenstand wird das Tastelement nach innen gedrückt und verschwenkt die Ventilklappe zwangsgeführt in eine Offenstellung. Die Lage der Ventilklappe ist in diesem Fall durch die Stellung des Tastelements genau vorgegeben.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Tastelement über ein Federelement mit der Ventilklappe verbunden. Eine derartige Ausführungsform neigt weniger zum Klemmen und es tritt praktisch kein Verschleiß an den Gelenkstellen auf.

Es ist grundsätzlich möglich, die Schwenkachse der Ventilklappe im wesentlichen durch deren Mitte verlaufend auszubilden, so daß eine vom Unterdruck im Inneren der Sauggreifereinrichtung unabhängige Steuerung der Ventilklappe möglich ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die Ventilklappe nicht notwendigerweise Kreis- oder Rechteckform aufweisen muß, so daß die Schwenkachse dann entlang einer Symmetrieachse der Ventilklappe verläuft. Im Sinne dieses Erfindungsgedankens kann die Ventilklappe an sich beliebige Form aufweisen und die Schwenkachse verläuft derart, daß sich die von Flächenelementen zu beiden Seiten der Schwenkachse aufgrund der Druckdifferenz ausgeübten Drehmomente in etwa gegenseitig aufheben.

Es kann aber auch erwünscht sein, daß die Schwenkachse der Ventilklappe außermittig bzw. derart verläuft, daß durch den Saugluftstrom bzw. eine Druckdifferenz ein die Ventilklappe in Schließrichtung oder in Öffnungsrichtung verschwenkendes Drehmoment erzeugt wird. Wird beim Aufbau eines Unterdrucks im Inneren des Geräts die Ventilklappe in Öffnungsrichtung "vorgespannt", so braucht sie bspw. von dem Tastelement lediglich in Schließrichtung gezwungen zu werden. Wird das Tastelement beim Aufsetzen auf einen anzusaugenden Gegenstand nach innen gedrückt und gibt dabei die Ventilklappe aus ihrer Schließstellung frei, so wird diese infolge der Druckdifferenz und des sich einstellenden Saugluftstroms in Öffnungsrichtung verschwenkt, und der zu hebende Gegenstand wird angesaugt.

Die Ventilklappe könnte bspw. eine solche Gestalt aufweisen, daß sie vollständig innerhalb des Strömungswegs angeordnet ist und in ihrer Schließstellung mit ihrem randseitigen Umfang von innen gegen die Strömungsöffnung anliegt oder nahezu anliegt. Demgegenüber hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ventilklappe so ausgebildet ist, daß sie mit einem Dichtbereich gegen die Außenseite und mit dem anderen Dichtbereich gegen die Innenseite einer den Strömungsweg begrenzenden Wand anlegbar ist. Es kann dann eine sehr viel bessere Abdichtung in der Schließstellung der Ventilklappe erreicht werden, und die Schließstellung wird durch die als Anschlag dienenden Dichtbereiche der Ventilklappe genau definiert.

In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens weist die Ventilklappe in sich einen Parallelversatz mit im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden gegen die Innenseite bzw. die Außenseite anlegbaren Dichtbereichen auf.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erstreckt sich ein stößelartiger Abschnitt des Tastelements durch eine in der Ventilklappe ausgebildete Durchtrittsöffnung hindurch.

An dem stößelartigen Abschnitt ist vorzugsweise ein scheiben- oder tellerförmiges Element angeformt, welches die Ventilklappe im unbelegten Zustand der Sauggreifereinrichtung in ihre Schließstellung drückt. Das scheiben- oder tellerförmige Element weist auf seiner mit der Ventilklappe zusammenwirkenden Seite vorzugsweise Kugelform auf. Die Kugelform wirkt dabei mit der Durchtrittsöffnung in der Ventilklappe dichtend zusammen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wirkt die Ventilklappe mit einem zusätzlichen Stellelement zusammen, mit dem in Schließstellung der Ventilklappe ein verhältnismäßig geringfügiger Leckstrom einstellbar ist. Das Stellelement ist im einfachsten Fall von einer Schraube oder Gewindespindel gebildet, die in Richtung auf eine an der Ventilklappe angeformte Hebellasche verstellbar ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Unterdruckhandhabungsgerät und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

Ein in den Figuren dargestelltes Unterdruckhandhabungsgerät umfaßt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnete Sauggreifereinrichtung, die über einen Hubschlauch 4 mit einem nicht dargestellten Sauggebläse oder dergleichen Unterdruck erzeugenden Vorrichtung verbunden ist. Die Sauggreifer­ einrichtung 2 weist ferner einen auf einen zu hebenden Gegenstand aufsetzbaren Saugkasten 6 auf, der von unten an einen Gehäusegrundkörper 8 oder Ventilkasten der Sauggreifer­ einrichtung 2 angeschraubt ist und mit diesem in Strömungs­ verbindung steht. Der Saugkasten 6 hat mehrere Ansaugstellen 10, 11, 12. Von seiner Ansaugseite 14 steht ein stößelartiges Tastelement 16 vor. Das Tastelement 16 steht in Steuer­ verbindung mit einem als schwenkbare Ventilklappe 18 ausgebildeten Absperrorgan 20, welches einen Strömungsweg oder eine Strömungsöffnung 22 zwischen dem Saugkasten 6 und dem Inneren der Sauggreifereinrichtung 2 bzw. dem Hubschlauch 4 freigibt oder verschließt.

Die Ventilklappe 18 ist um eine quer zur Strömungsrichtung 22 verlaufende Achse 24 schwenkbar angeordnet, wobei die Schwenkachse 24 leicht außermittig verläuft, so daß bei Auftreten einer Druckdifferenz ein die Ventilklappe 18 in Öffnungsrichtung verschwenkendes Drehmoment erzeugt wird. Die Ventilklappe 18 weist in sich einen Parallelversatz auf, d. h. ihre von der Schwenkachse entfernt liegenden randseitigen Dichtbereiche 26 und 28 verlaufen zwar parallel zueinander, sind jedoch quer zur Ebene der Ventilklappe 18 geringfügig gegeneinander versetzt. Diese Dichtbereiche 26 und 28 liegen von außen bzw. von innen gegen eine Bodenplatte 30 der Sauggreifereinrichtung 2 an.

Die Ventilklappe 18 weist eine in der Schnittdarstellung nach Fig. 1 neben der Schwenkachse 24 ausgebildete Öffnung 32 auf, durch die sich ein stößelartiger Abschnitt 34 des Tastelements 16 hindurcherstreckt, wobei die Öffnung 32 einen solchen Durchmesser aufweist, daß die Ventilklappe 18 in Öffnungsrichtung verschwenken kann. Auf dem stößelartigen Abschnitt 34 ist auf der Abstromseite der Ventilklappe 18 eine Sicherungs- oder Stützscheibe 35 vorgesehen, welche eine Abstützfläche für eine Feder 36 bildet, die sich an ihrem anderen Ende gegen einen parallel zu der Bodenwand 30 verlaufenden nach innen kragenden Wandabschnitt 38 abstützt, welcher zugleich eine Führungsöffnung für den stößelartigen Abschnitt 34 bildet.

Durch die Feder 36 wird der stößelartige Abschnitt 34 bzw. das Tastelement 16 in Richtung auf einen anzusaugenden Gegenstand vorgespannt. In dem Bereich, wo sich der stößelartige Abschnitt 34 durch die Öffnung 32 in der Ventilklappe 18 hindurcherstreckt, ist auf der Abstromseite der Ventilklappe 18 eine Kugelscheibe 40 auf dem stößelartigen Abschnitt 34 unverschieblich gehalten, welcher die Ventilklappe 18 in Schließrichtung drückt, wenn der Saugkasten 6 nicht auf einen Gegenstand aufgesetzt ist. Hierfür ist nur eine geringe Federkraft erforderlich, da aufgrund der nur geringfügig außermittigen Anordnung der Schwenkachse 24 das in Schließrichtung wirkende Schwenkmoment und das in Öffnungsrichtung wirkende Schwenkmoment sich gegenseitig fast aufheben.

Die Kugelscheibe 40 dient zugleich als Abdichtelement der Durchtrittsöffnung 32.

Vom Dichtbereich 28 der Ventilklappe 18 erstreckt sich eine Hebellasche 42 schräg nach oben. Diese Hebellasche 42 ist entweder über eine starre Stellstange 44 oder eine Zugfeder 46 gelenkig mit der Stützscheibe 35 verbunden und bewirkt unabhängig von den Druckverhältnissen innerhalb des Saugkastens 6 und dem Inneren der Sauggreifereinrichtung 2 eine Freigabe des Strömungswegs 22, wenn das Tastelement 16 beim Aufsetzen auf einen anzusaugenden Gegenstand nach innen gedrückt wird.

Schließlich ist ein von einer Schraube 48 gebildetes Stellelement 50 vorgesehen, welches von außen für eine das Gerät bedienende Person zugänglich ist. Dieses Stellelement 48 ist in Richtung auf die Hebellasche 42 derart verstellbar, daß es als Anschlag für die Ventilklappe 18 dienen kann, so daß die Dichtbereiche 26, 28 nicht ganz in Anlage an die Bodenplatte 30 gelangen können, sondern ein geringfügiger Spalt zur Gewährleistung eines entsprechenden Leckstroms aufrechterhalten wird.

Beim Betrieb des Unterdruckhandhabungsgeräts wird die Sauggreifereinrichtung bzw. die Ansaugseite 14 des Saugkasten 6 auf einen zu hebenden Gegenstand aufgesetzt, wobei das Tastelement 16 nach innen gedrückt wird. Hierbei wird die Ventilklappe 18 durch das in Öffnungsrichtung geringfügig stärkere Drehmoment bezüglich der Schwenkachse 24 und/oder durch die Zugfeder 46 in Öffnungsrichtung verschwenkt, so daß im Inneren des Saugkastens 6 ein Unterdruck erzeugt wird und der zu hebende Gegenstand angesaugt werden kann. Zum Absetzen des Gegenstands wird das Innere der Sauggreifereinrichtung 2 über eine nicht dargestellte Einrichtung kurzzeitig belüftet, so daß sich der Gegenstand aufgrund seiner Gewichtskraft ablöst, wobei unter der Federkraft der Feder 36 der stößelartige Abschnitt 34 bzw. das Tastelement 16 in der Fig. 1 nach unten gedrückt und dabei die Ventilklappe 18 in ihre Schließstellung gebracht wird.

Claims (13)

1. Unterdruckhandhabungsgerät mit einer über einen Hubschlauch (4) an eine Unterdruck erzeugende Vorrichtung anschließbaren Sauggreifereinrichtung (2), die zum Ansaugen eines zu hebenden oder zu transportierenden Gegenstands auf diesen aufsetzbar ist und zwischen der Ansaugseite (14) und der Abstromseite ein Absperrorgan (20) aufweist, das beim Aufsetzen auf den Gegenstand geöffnet wird und im nicht belegten Zustand der Sauggreifereinrichtung geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrorgan (20) eine schwenkbar angelenkte Ventilklappe (18) umfaßt, deren Schwenkachse (24) im wesentlichen quer zur Strömungsrichtung verlaufend im Strömungsweg (22) angeordnet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein von der Ansaugseite (14) der Sauggreifereinrichtung (2) vorstehendes Tastelement (16), das beim Aufsetzen auf einen anzusaugenden Gegenstand entgegen einer Vorspannung nach innen gedrückt wird und dabei die Ventilklappe (18) freigibt oder in eine Offenstellung verschwenkt.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastelement (16) über ein starres Stellorgan (44) mit der Ventilklappe (18) zusammenwirkt und diese beim Aufsetzen auf einen anzusaugenden Gegenstand aus ihrer Schließstellung freigibt oder in die Offenstellung verschwenkt.

4. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastelement (16) über ein Federelement (46) mit der Ventilklappe (18) verbunden ist und diese beim Aufsetzen auf einen anzusaugenden Gegenstand in die Offenstellung verschwenkt.

5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (24) der Ventilklappe (18) im wesentlichen durch deren Mitte verläuft.

6. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (24) der Ventilklappe (18) außermittig verläuft, so daß durch den Saugluftstrom ein die Ventilklappe (18) in Schließrichtung oder in Öffnungsrichtung verschwenkendes Drehmoment erzeugt wird.

7. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (18) mit einem Dichtbereich (26) gegen eine Ansaugseite und mit dem anderen Dichtbereich (28) gegen eine Abstromseite einer den Strömungsweg (22) begrenzenden Wand (30) anlegbar ist.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (18) einen Parallelversatz mit im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden gegen die Innenseite bzw. die Außenseite anlegbaren Dichtbereichen (26, 28) aufweist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein stößelartiger Abschnitt (34) des Tastelements (16) durch eine Öffnung (32) in der Ventilklappe (18) hindurcherstreckt.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem stößelartigen Abschnitt (34) ein scheiben- oder tellerförmiges Element (40) angeformt ist, welches die Ventilklappe (18) im unbelegten Zustand der Sauggreifereinrichtung (2) in ihre Schließstellung drückt.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (40) eine mit der Öffnung (32) zusammenwirkende Wölbung aufweist.

12. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilklappe (18) mit einem Stellelement (50) zusammenwirkt, mit dem in Schließstellung der Ventilklappe ein Leckstrom einstellbar ist.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (50) von einer Schraube (48) gebildet ist, die in Richtung auf eine Hebellasche (42) an der Ventilklappe (18) verstellbar ist.