DE19817801C1 - Unterdruckhandhabungseinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterdruckhandhabungseinrichtung mit einem an eine unterdruckerzeugende Vorrichtung anschließbaren Hubschlauch (10) und einer auf einen zu handhabenden Gegenstand (32) aufsetzbaren Sauggreifereinrichtung (12), mit der der Gegenstand ansaugbar und durch Kontrahieren des Hubschlauchs (10) anhebbar ist, und mit einem Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens der Sauggreifereinrichtung (12) bei unbeabsichtigtem Ablösen des angesaugten Gegenstandes (32), wobei das Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens eine Gasdruckfeder (30) ist, die im wesentlichen parallel zur Erstreckung des Hubschlauches (10) vorgesehen ist und damit als Dämpfungsglied wirkt, oder ein Druckgasspeicher oder ein fliehkraftbetätigtes Stellorgan.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterdruckhandhabungseinrichtung mit einem an eine unterdruckerzeugende Vorrichtung anschließbaren Hubschlauch und einer auf einen zu handhabenden Gegenstand aufsetzbaren Sauggreifereinrichtung, mit der der Gegenstand ansaugbar und durch Kontrahieren des Hubschlauchs anhebbar ist, und mit einem Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens der Sauggreifereinrichtung bei unbeabsichtigtem Ablösen des angesaugten Gegenstands.

Aus der WO 96/03602 ist es bekannt, einen Trägheitskörper vorzusehen, der bei einer verhältnismäßig starken Beschleunigung der Sauggreifereinrichtung nach oben infolge seines Verharrungsvermögens relativ zu den übrigen Komponenten der Sauggreifereinrichtung eine verhältnismäßig große Strömungsöffnung entweder mittelbar oder unmittelbar freigibt, was zu einem raschen Lufteintritt in das Innere der Handhabungseinrichtung und damit zur Verhinderung des weiteren Hochschnellens der Sauggreifereinrichtung führt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das vorstehend angesprochene Problem in mechanisch einfacherer Weise zu lösen. Insbesondere soll verhindert werden, dass beispielsweise beim raschen Anheben verhältnismäßig leichter Gegenstände der Trägheitskörper in der vorstehend beschriebenen Weise eine Strömungsöffnung freigibt, so dass der im Inneren vorhandene Unterdruck zusammenbricht. Im übrigen wird die Anordnung eines Trägheitskörpers, der entweder selbst eine Strömungsöffnung verschließt bzw. freigibt oder dies mittelbar bewirkt, als mechanisch aufwendig angesehen. Infolge der beim Betrieb von Unterdruckhandhabungseinrichtungen durchgeführten raschen Bewegungsänderungen erscheint die Anordnung eines vorstehend beschriebenen Trägheitskörpers nicht zweckmäßig, da Fehlfunktionen infolge rascher und auch ruckartiger Bewegungen nicht ausgeschlossen werden können.

Die vorstehende Aufgabe wird nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, dass das Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens eine Gasdruckfeder ist, die im wesentlichen parallel zur Erstreckung des Hubschlauchs vorgesehen ist und damit als Dämpfungsglied wirkt.

Durch Vorsehen einer Gasdruckfeder kann ein ungewolltes Hochschnellen der Sauggreifereinrichtung mit Sicherheit verhindert werden, und eine Bedienungsperson wird die dämpfende Wirkung einer Gasdruckfeder beim Betrieb der Unterdruckhandhabungseinrichtung als positiv empfinden, da hierdurch ruckartige Bewegungen gedämpft werden.

Vorteilhafterweise wird die Gasdruckfeder im Inneren des Hubschlauchs vorgesehen. Es wird desweiteren vorgeschlagen, die Gasdruckfeder einenends gegen die Sauggreifereinrichtung und anderenends gegen eine das Ende des Hubschlauchs verschließende und diesen haltende Flanschplatte abzustützen. Vorteilhafterweise wird die Gasdruckfeder an ihren Enden gelenkig abgestützt, so dass die Bewegbarkeit der Sauggreifereinrichtung beim Aufnehmen oder Absetzen eines Gegenstands nicht wesentlich verringert wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die vorstehend formulierte Aufgabe dadurch gelöst, dass das Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens einen im Inneren der Handhabungseinrichtung vorgesehenen oder in das Innere der Handhabungseinrichtung mündenden Druckgasspeicher mit einem Ausströmventil umfasst, und dass das Ausströmventil über eine einen Sensor umfassende Steuereinrichtung betätigbar ist. Der Druckgasspeicher kann beispielsweise in Form einer Druckgaspatrone ausgebildet sein. Es wäre aber auch denkbar, dass der Druckgasspeicher von einem in das Innere der Handhabungseinrichtung mündenden Druckluftanschluss gebildet ist. Bei Eintreten bestimmter durch den Sensor zu erfassender Bedingungen wird über eine vorzugsweise elektrische Steuereinrichtung das Ausströmventil geöffnet, so dass unter Hochdruck stehendes Gas oder Druckluft in das Innere der Handhabungseinrichtung einströmen kann, um ein Hochschnellen der Sauggreifereinrichtung zu verhindern.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens eine Hubmagnetanordnung, eine durch die Hubmagnetanordnung verschließbare und freigebbare Strömungsöffnung und eine einen Sensor umfassende Steuereinrichtung für die Hubmagnetanordnung. Hierdurch ist es möglich, beim Vorliegen bestimmter Bedingungen die Strömungsöffnung quasi schlagartig durch die Hubmagnetanordnung freizugeben, um ein Hochschnellen der Sauggreifereinrichtung zu verhindern.

Als Sensor könnte ein ansich üblicher Beschleunigungssensor verwendet werden. Demgegenüber erweist es sich aber als vorteilhaft, wenn ein an der Saugseite der Sauggreifereinrichtung vorgesehener oder mit der Saugseite kommunizierender Drucksensor eingesetzt wird, welcher bei plötzlichem Druckanstieg infolge Ablösens eines angesaugten Gegenstands einen Steuervorgang auslöst. Der Drucksensor wäre dann quasi in dem Saugraum zwischen einem Sauggreifer oder -teller der Sauggreifereinrichtung und dem anzusaugenden Werkstück oder Gegenstand vorgesehen oder würde mit diesem kommunizieren. Ein wesentlicher Vorteil der Verwendung eines mit der Ansaugseite kommunizierenden Drucksensors ist darin zu sehen, dass das Ablösen eines Werkstücks sofort festgestellt und ein entsprechender Steuervorgang ausgelöst werden kann, und zwar bevor die Sauggreifereinrichtung einer Beschleunigung nach oben unterworfen wird.

In besonders vorteilhafter Weise ist die Steuereinrichtung in einem bestimmten Betriebszustand der Handhabungseinrichtung aktivierbar bzw. in einem anderen Betriebszustand deaktivierbar. Wenn beispielsweise ein angehobener Gegenstand abgesetzt werden soll und hierfür eine Arbeitsöffnung in der Sauggreifereinrichtung von einer Bedienungsperson geöffnet wird, so dass der angesaugte Gegenstand abgelegt wird, so soll in diesem Betriebszustand die Steuereinrichtung deaktiviert werden, um eine Ansteuerung des Druckgasspeichers oder der Hubmagnetanordnung zu verhindern. Wenn hingegen die weitere Arbeitsöffnung geschlossen wird, um einen Gegenstand anzuheben, so soll die Steuereinrichtung zum Schutz der Bedienungsperson aktiviert werden. Dies kann in ansich beliebiger Weise über eine an- bzw. ausschaltbare Ansteuerung oder auch elektronisch verwirklicht werden.

Nach einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens ein fliehkraftbetätigtes Stellorgan, welches einen Strömungsquerschnitt in das Innere der Handhabungseinrichtung in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit eines rotierbaren Körpers ganz oder teilweise freigibt oder verschließt und dass der rotierbare Körper mit der Sauggreifereinrichtung derart gekoppelt ist, dass er bei nach-oben-Bewegen der Sauggreifereinrichtung in Rotation versetzt wird und dass seine Rotationsgeschwindigkeit proportional zu der Geschwindigkeit ist, mit der sich die Sauggreifereinrichtung nach oben bewegt.

In weiterer Ausbildung dieses Erfindungsgedankens ist der rotierbare Körper drehfest auf einer in eine Richtung vorgespannten Welle vorgesehen, und die Welle ist über ein auf die Welle aufwickelbares bzw. von dieser abwickelbares Zugmittel mit der Sauggreifereinrichtung verbunden. Je nach Höhenstellung der Sauggreifereinrichtung ist das Zugmittel mit einem größeren oder kleineren Längenabschnitt auf die vorgespannte Welle aufgewickelt. Wenn ein angesaugter Gegenstand unbeabsichtigt abgelöst wird, so wird die Sauggreifereinrichtung ungewollt nach oben beschleunigt. Hierdurch wird die Welle bzw. der rotierbare Körper in Rotation versetzt, und über die dabei entstehende Fliehkraft wird ein Stellorgan betätigt, welches entweder selbst oder mittelbar über einen Ventilkörper einen Strömungsquerschnitt freigibt, damit Luft ins Innere der Handhabungseinrichtung einströmen kann.

Der rotierbare Körper bzw. die Welle ist vorteilhafterweise von einer den Hubschlauch nach oben abschließenden und haltenden Flanschplatte, in der auch eine Drehdurchführung für eine weiterführende Unterdruckleitung vorgesehen sein kann, getragen. In dieser Flanschplatte ist dann auch eine den Strömungsquerschnitt bildende Strömungsöffnung vorgesehen, welche durch das fliehkraftbetätigte Stellorgan freigegeben oder verschlossen wird.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen und aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Unterdruckhandhabungseinrichtung. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer ansich bekannten Unterdruckhandhabungseinrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterdruckhandhabungseinrichtung mit einer Gasdruckfeder;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterdruckhabungseinrichtung mit einem Druckgasspeicher;

Fig. 4a und 4b eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterdruckhandhabungseinrichtung mit einer Hubmagnetanordnung in zwei Schaltstellungen;

Fig. 5a eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Unterdruckhandhabungseinrichtung mit fliehkraftbetätigtem Stellorgan; und

Fig. 5b und 5c zwei Detailansichten des fliehkraftbetätigten Stellorgans nach Fig. 5a in zwei Zuständen.

Fig. 1 zeigt eine Unterdruckhandhabungseinrichtung, die an einem von einem vertikalen Stützpfeiler horizontal vorstehenden Tragbalken 4 über Schlittenelemente 6 in horizontaler Richtung verschieblich vorgesehen ist, wobei der Tragbalken 4 seinerseits um eine vertikale Achse 8 schwenkbar angelenkt ist. Hierdurch wird ein größtmöglicher Einsatzbereich der Unterdruckhandhabungseinrichtung erreicht. Die Unterdruckhandhabungseinrichtung umfasst eine an einem unteren Ende eines Hubschlauchs 10 vorgesehene Sauggreifereinrichtung 12 mit einer manuell greifbaren Bedienungseinheit 14. Am oberen Ende des Hubschlauchs 10 ist eine den Hubschlauch 10 druckdicht verschließende und tragende Flanschplatte 16 vorgesehen, die zugleich eine Drehdurchführung für ein Anschlussstück 18 bildet, welches an einen flexiblen Schlauch 20 angeschlossen ist, der zu einer unterdruckerzeugenden Vorrichtung 22 in Form eines Sauggebläses führt. Über die Bedienungseinheit 14 wird eine in den Figuren nicht dargestellte Arbeitsöffnung, die einen Strömungsquerschnitt zwischen der Atmosphäre und dem Inneren der Sauggreifereinrichtung 12 bzw. des Hubschlauchs 10 bildet, verschlossen oder mehr oder weniger freigegeben, um Gegenstände, an einer Ansaugseite 24 der Sauggreifereinrichtung 12 anzusaugen und anzuheben bzw. wieder abzusetzen. Wenn ein angesauger Gegenstand unbeabsichtigt von der Ansaugseite 24 abgelöst wird, indem beispielsweise die Wandung eines Kartons bricht, ein Sack reißt oder ein plattenförmiger Gegenstand bricht, so wird die Ansaugseite 24 über ansich bekannte Mittel, wie z. B. Taststössel oder dergleichen, verschlossen. Es besteht nun das Problem, ein gefährliches nach-oben-Schnellen der Sauggreifereinrichtung 12 zu verhindern. Dies wird nach einer Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 2 dargestellt ist, durch eine im Inneren des Hubschlauchs 10 vorgesehene Gasdruckfeder 30 gelöst, die - wie in der Fig. 2 schematisch dargestellt - sich zwischen der oberen Flanschplatte 16 und der Sauggreifereinrichtung 12 vorzugsweise gelenkig abstützt. Die Gasdruckfeder 30 wirkt als Dämpfungsmittel und verhindert ein ungewolltes nach- oben-Schnellen der Sauggreifereinrichtung 12. Sie behindert jedoch beim bestimmungsgemäßen Ansaugen und Anheben eines Gegenstands 32 in keiner Weise.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungseinrichtung, bei der im Inneren des Hubschlauchs 10 ein Druckgasspeicher 34 mit einem Ausströmventil 36 vorgesehen ist. Das Ausströmventil 36 ist über eine nur angedeutete Steuereinrichtung 38, die mit einem Sensor 40 zusammenwirkt, betätigbar. Bei dem Sensor 40 kann es sich um einen Beschleunigungssensor handeln, der im Bereich der Sauggreifereinrichtung 12 vorgesehen ist. Der Sensor 40 kann aber auch ein Drucksensor sein, der mit der Ansaugseite 24 der Sauggreifereinrichtung 12 kommuniziert und einen plötzlichen Druckanstieg beim Ablösen eines angesaugten Gegenstands erfasst.

Die Fig. 4a und 4b zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Unterdruckhandhabungseinrichtung, die eine Hubmagnetanordnung 42 als Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens der Sauggreifereinrichtung 12 aufweist. Die Hubmagnetanordnung 42 weist einen in Abhängigkeit von der Schaltstellung aus- oder einfahrbaren Stössel 44 auf, an dessen vorderem Ende eine Ventilplatte 46 senkrecht zur Stössellängsrichtung vorgesehen ist. Die Ventilplatte 46 ist von innen gegen eine Wand 48 eines Grundkörpers 50 der Sauggreifereinrichtung 12 anlegbar. In der Wand 48 ist eine verhältnismäßig große Öffnung 52 ausgebildet, die bei anliegender Ventilplatte 46 an die Wand 48 verschlossen und bei durch den Stössel 44 der Hubmagnetanordnung 42 von der Wand 48 abgehobener Ventilplatte 46 einen sehr großen Strömungsquerschnitt von außen in das Innere der Sauggreifereinrichtung 12 freigibt. Die Hubmagnetanordnung 42 ist über eine schematisch angedeutete Steuereinrichtung 54 ansteuerbar. Die Steuereinrichtung 54 umfasst einen Sensor 56, bei dem es sich um einen Beschleunigungssensor oder um einen mit der Ansaugseite 24 der Sauggreifereinrichtung 12 kommunizierenden Drucksensor handeln kann. Durch die Verwendung der Hubmagnetanordnung 42 besteht die Möglichkeit, einen verhältnismäßig großen Strömungsquerschnitt durch die Öffnung 52 schlagartig freizugeben, um ein ungewolltes nach-oben-Schnellen der Sauggreifereinrichtung 12 zu verhindern.

Schließlich zeigen die Fig. 5a bis 5c eine weitere Ausführungsform der Unterdruckhandhabungseinrichtung, bei der ein Hochschnellen der Sauggreifereinrichtung 12 mittels eines fliehkraftbetätigten Stellorgans 58, das im einzelnen in den Fig. 5b und 5c dargestellt ist, verhindert wird. Das fliehkraftbetätigte Stellorgan 58 umfasst eine auf einer umdrehbaren Welle 60 verschiebliche Platte 62, welche eine Steuerkante 64 bildend eine Strömungsöffnung 66 passieren kann. Die Platte 62 ist über eine Scherenanordnung 68 mit einem am freien Ende der Scherenanordnung 68 gehaltenen rotierbaren Körper 70 gekoppelt. Die Scherenanordnung 68 und der rotierbare Körper 70 sind drehfest mit der Welle 60 verbunden. Die Welle 60 ist über eine Halteeinrichtung 72 an der oberen Flanschplatte 16, an der auch der Hubschlauch 10 befestigt ist, innerhalb des Hubschlauchs 10 gehalten. Ein von der Scherenanordnung 68 nicht überspannter Wellenabschnitt 74 dient als Aufwickelabschnitt für ein Seil 76, das sich durch den Hubschlauch 10 hindurcherstreckt und anderenends an der Sauggreifereinrichtung 12 befestigt ist. Die Welle 60 ist in Aufwickelrichtung des Seils 76 vorgespannt, so dass in Abhängigkeit der Hubhöhe der Sauggreifereinrichtung 12 das Seil 76 mehr oder weniger auf dem Wellenabschnitt 74 aufgewickelt ist.

Wenn sich die Sauggreifereinrichtung 12 bei unbeabsichtigtem Ablösen eines angesaugten Gegenstands infolge des im Hubschlauch 10 herrschenden Unterdrucks rasch nach oben bewegt, so wird die Welle 60 infolge ihrer Vorspannung in rasche Umdrehung versetzt. Unter der Wirkung der Fliehkraft des jeweiligen rotierbaren Körpers 70 wird die Scherenanordnung 68 in die in Fig. 5c dargestellte Position bewegt. Dabei zieht sie die Platte 62 in den Fig. 5b und 5c nach links, so dass die Steuerkante 64 die Öffnung 66 freigibt und Luft durch die hohle Welle 60 hindurch ins Innere des Hubschlauchs 10 gelangen kann und hierdurch ein nach-oben-Schnellen der Sauggreifereinrichtung 12 verhindert.

Claims (13)

1. Unterdruckhandhabungseinrichtung mit einem an eine unterdruckerzeugende Vorrichtung anschließbaren Hubschlauch (10) und einer auf einen zu handhabenden Gegenstand (32) aufsetzbaren Sauggreifereinrichtung (12), mit der der Gegenstand ansaugbar und durch Kontrahieren des Hubschlauchs (10) anhebbar ist, und mit einem Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens der Sauggreifereinrichtung (12) bei unbeabsichtigtem Ablösen des angesaugten Gegenstands (32), dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens eine Gasdruckfeder (30) ist, die im wesentlichen parallel zur Erstreckung des Hubschlauchs (10) vorgesehen ist und damit als Dämpfungsglied wirkt.

2. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdruckfeder (30) im Inneren des Hubschlauchs (10) vorgesehen ist.

3. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasdruckfeder (30) einenends gegen die Sauggreifereinrichtung (12) und anderenends gegen eine das Ende des Hubschlauchs (10) verschließende und diesen haltende Flanschplatte (16) abgestützt ist.

4. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens einen im Inneren der Handhabungseinrichtung vorgesehenen oder in das Innere der Handhabungseinrichtung mündenden Druckgasspeicher (34) mit einem Ausströmventil (36) umfasst, und dass das Ausströmventil (36) über eine einen Sensor (40) umfassende Steuereinrichtung (38) betätigbar ist.

5. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgasspeicher (34) einen in das Innere der Handhabungseinrichtung mündenden Druckluftanschluß umfasst.

6. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens eine Hubmagnetanordnung (42), eine durch die Hubmagnetanordnung (42) verschließbare und freigebbare Strömungsöffnung (52) und eine einen Sensor (56) umfassende Steuereinrichtung (54) umfasst.

7. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (40, 56) ein an der Ansaugseite (24) der Sauggreifereinrichtung (12) vorgesehener Drucksensor ist, welcher bei plötzlichem Druckanstieg infolge Ablösens eines angesaugten Gegenstands einen Steuervorgang auslöst.

8. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38, 54) in einem bestimmten Betriebszustand der Handhabungseinrichtung aktivierbar ist.

9. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Verhindern eines Hochschnellens ein fliehkraftbetätigtes Stellorgan (58) umfasst, welches einen Strömungsquerschnitt in das Innere der Handhabungseinrichtung in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit eines rotierbaren Körpers (70) entweder unmittelbar oder mittelbar ganz oder teilweise freigibt oder verschließt, und dass der rotierbare Körper (70) mit der Sauggreifereinrichtung (12) derart gekoppelt ist, dass er bei Nachobenbewegen der Sauggreifereinrichtung (12) in Rotation versetzt wird und dass seine Rotationsgeschwindigkeit proportional zu der Geschwindigkeit ist, mit der sich die Sauggreifereinrichtung (12) nach oben bewegt.

10. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der rotierbare Körper (70) drehfest auf einer in eine Richtung vorgespannte Welle (60) vorgesehen ist und die Welle (60) über ein auf die Welle aufwickelbares bzw. von dieser abwickelbares Zugmittel (76) mit der Sauggreifereinrichtung (12) verbunden ist.

11. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (60) von einer den Hubschlauch (10) nach oben abschließenden und haltenden Flanschplatte (16) getragen ist.

12. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Flanschplatte (16) eine den Strömungsquerschnitt bildende Stömungsöffnung (66) vorgesehen ist.

13. Unterdruckhandhabungseinrichtung nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das fliehkraftbetätigte Stellorgan (58) eine einen Strömungsquerschnitt überfahrende Steuerkante (64) bildet.