DE19939526A1 - Greifer zum Ergreifen flacher Produkte - Google Patents

Greifer zum Ergreifen flacher Produkte

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Greifer, der ein festgestelltes Greiferelement (8.1) und ein bezüglich des festgestellten Greiferelements (8.1) in Richtung auf dieses zu bewegbares Greiferelement (8.2) umfaßt. Ein Betätigungselement (9) erstreckt sich durch das festgestellte und das bewegliche Greiferelement (8.1, 8.2) hindurch. Dem vorgespannten Betätigungselement (9) sind Kurvenscheiben (22) zugeordnet, welche von Kontaktelementen (20) in einer Weise kontaktiert werden, daß sie beim Wegfall aller externen Kräfte ein Schließen der Greiferelemente (8.1, 8.2) bewirken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Greifer zum Ergreifen flacher Produkte in Greifer- Fördereinrichtungen oder anderen Transportvorrichtungen, bei denen Greifer dazu eingesetzt werden, flache Produkte zu ergreifen, z. B. in Bindeeinrichtungen.
US 5,740,900 betrifft eine Vorrichtung zum Teilen eines Produktstroms. Diese umfaßt ein Förderband, welches in einen Falzapparat hineinläuft, um dort Produkte zu ergreifen. Auf dem Förderband sind in einer endlosen Anordnung erste und zweite Produktgreifer angeordnet. Die ersten Greifer können bei Bedarf während der Bewegung des Förderbands um eine Achse gedreht werden, um auf diese Weise einen zweiten Produktstrom zu bilden. Die Greifer sind in einer Weise ausgebildet, daß jeder zweite Greifer aus dem Strom der transportierten Produkte heraus axial drehbar ist.
US 4,072,228 beschreibt eine Vorrichtung zum Ebnen eines Schuppenstroms von Druckprodukten. Diese Anordnung umfaßt eine Vielzahl von umlaufenden Schleppelementen, die zusammen eine Schleppkette bilden. Im Bereich der Förderbahn werden die Schleppelemente geführt. Im Eingangsbereich der Förderbahn werden sie von einem Schubantrieb, im Endbereich von einem Zugantrieb angetrieben. Die Schleppelemente ergreifen die Druckprodukte, und der Schub- und Zugantrieb bewirkt eine Veränderung des Abstands zwischen den Schleppelementen und somit zwischen den Produkten.
US 4,550,822 beschreibt eine Vorrichtung zum Transportieren von flachen Produkten, insbesondere Druckprodukten, die in einem Schuppenstrom transportiert werden. Diese werden mittels eines Förderbands beabstandeten Greifereinheiten einer Transportvorrichtung zugeführt. Die Laufrichtung des Förderbands und die Transportrichtung der Transportvorrichtung bilden einen spitzen Winkel, wobei die Transportgeschwindigkeit des Förderbands größer ist als die Transportgeschwindigkeit der Transportvorrichtung. Jede Greifereinheit umfaßt eine festgestellte Klemmbacke, eine schwenkbare Klemmbacke und einen plattenförmigen Anschlag. Die schwenkbare Klemmbacke wird mittels einer Kurvenvorrichtung o. ä. gegen die Wirkung einer Klemmfeder geschwenkt. Die Druckprodukte werden zunächst beschleunigt und daraufhin bis zur Erreichung des Anschlags in die Greiferöffnung geschoben. Auf diese Weise werden die Druckprodukte im Bereich ihrer Vorderkanten ausgerichtet, während sie im Bereich ihrer Hinterkanten mindestens so lange, bis die Greifereinheiten geschlossen sind, weiterhin von dem Förderband geführt werden.
Bei bekannten Vorrichtungen, bei denen die Greifkraft durch Federn erzeugt wird, ist aufgrund der Größe und der Eigenschaften der Feder nur entweder eine hohe Greifkraft oder ein weites Öffnen der Greiferbacken möglich. Herkömmliche Klinkengreifer neigen außerdem dazu, sich zu öffnen, und die Klinkenelemente sind ferner starker Abnutzung unterworfen.
Demgemäß ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kompakten Greifer zu schaffen, bei dem sowohl eine hohe Greifkraft als auch eine weites Öffnen der Greiferbacken möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Greifer mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe gemäß den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst.
Die vorliegende Erfindung bietet gegenüber den bekannten Schnappmechanismen mehrere Vorteile. Die Abnutzungserscheinungen eines Schnappmechanismus werden völlig beseitigt, wodurch die Zuverlässigkeit des Greifer-Betätigungsmechanismus wesentlich erhöht wird. Die kompakte Bauweise eines erfindungsgemäßen Greifers ermöglicht die Anordnung einer großen Anzahl von Greifern in einer Förderkette entlang einer Förderbahn. Die Greifer werden von Bauteilen aktiviert, welche relativ zueinander verschiebbare Gleitflächen aufweisen, die gehärtet werden können. Stark von Abnutzung betroffene bewegbare Teile wie z. B. Hebel können völlig wegfallen.
Gemäß weiterer Details der vorliegenden Erfindung umfaßt das festgestellte Greiferelement einen Schwenkhebel zum Drehen des festgestellten Greiferelements bezüglich der Transportrichtung entlang einer Förderbahn. Der Greifer umfaßt eine Halterung, an der beidseitig Walzen angeordnet sind, welche die Führung des erfindungsgemäßen Greifers entlang der Förderbahn vereinfachen. Die Greiferhalterung umfaßt ferner Verbindungsstücke, durch welche die Greifer entlang der Förderbahn kettenartig angeordnet werden können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt das festgestellte Greiferelement einen hohlen Innenbereich, in dem Druck- und Stützelemente aufeinander zu und voneinander weg bewegbar angeordnet sind. Die Bewegung der Druck- und Stützelemente bewirkt eine entsprechende Bewegung der Greiferelemente in Bezug auf das andere Greiferelement. Das Druckelement kann mittels einer Federvorrichtung vorgespannt werden, wobei es sich bei der Federanordnung je nach Produktionserfordernissen wie Greifkraft oder Greiferöffnungs- Kraft z. B. um eine Tellerfederanordnung, eine einzelne Tellerfeder, eine Spiralfederanordnung oder einer einzelnen Spiralfeder handeln kann. Zum Vorspannen des Druckelements kann ferner ein gasförmiger Stoff eingesetzt werden.
Das Stützelement kann an dem bewegbaren Greiferelement angeordnet sein, und das Druckelement kann von dem festgestellten Greiferelement umgeben sein. Beide Greiferelemente können obere und untere Aktivierungselemente in Form von Walzen oder Walzenkörpern mit gehärteter Oberfläche umfassen. Diese Aktivierungselemente können jeweils in Kerben der Druck- bzw. Stützelemente angeordnet sein. Der Durchmesser dieser Kerben entspricht dem Durchmesser der Walzenkörper, so daß die Walzenkörper fest an der für sie vorgesehenen Stelle bleiben.
Zwischen den sowohl in den Druck- als auch in den Stützelementen angeordneten Aktivierungselementen und Kurvenscheibenabschnitten der durch das Druck- und Stützelement verlaufenden Kolbenvorrichtung sind Kontaktelemente angeordnet, welche bei vertikaler Bewegung der Kolbenvorrichtung die Druck- und Stützelemente in einander entgegengesetzte Richtungen drängen. Dieser Effekt wird durch die Tatsache erzielt, daß die Kurvenscheibenabschnitte der Kolbenvorrichtung unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.
Bei dem Verfahren zum Umschalten des Greifers von einer geschlossenen in eine geöffnete Position kontaktieren Kontaktelemente in der geschlossenen Position die unteren Kurvenscheibenabschnitte einer Betätigungsvorrichtung, z. B. eines Kolbens, und die Walzenkörperflächen von Druck- und Stützelementen, und in der geöffneten Position die oberen Kurvenscheibenabschnitte einer Betätigungsvorrichtung, z. B. eines Kolbens, und die Walzenkörperflächen von Druck- und Stützelementen.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Figuren und deren Beschreibungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Greifers gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Längsschnitt des Greifers von Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine schematische, perspektivische Darstellung eines Greifers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein erfindungsgemäßer Greifer 1 umfaßt ein oberes, festgestelltes Greiferelement 8.1 und ein unteres, bewegbares Greiferelement 8.2. Das obere, festgestellte Greiferelement 8.1 umfaßt eine Halterung 3, an der eine Förderwalze 2 angeordnet ist, und ein Verbindungselement 4, mittels dessen sich der Greifer gegebenenfalls zusammen mit einer kettenartig an einer Förderbahn angeordnet werden können, so daß sie z. B. in einer nach einem Ausleger eines Falzapparates angeordneten, verschiedene Stationen eines Versandraums verbindenden Förderbahn geführt werden können.
Der erfindungsgemäße Greifer 1 umfaßt ferner ein Hebelelement 6, an dem ein Betätigungsaufsatz 7 befestigt ist. Mittels des Hebelelements 6 kann das festgestellte Greiferelement 8.1 relativ zu der Transportrichtung geschwenkt werden. Das Greiferelement 8. I ist bezüglich des bewegbaren Greiferelements 8.2 festgestellt, jedoch axial schwenkbar angeordnet. In Fig. 1 ist der Greifer 1, welcher den Greiferkörper 8 umfaßt, in einer geschlossenen Position 11 gezeigt, in der ein flaches Produkt, z. B. eine Signatur oder eine Zeitung, zwischen den Backen des festgestellten Greiferelements 8.1 und des bewegbaren Greiferelements 8.2 gehalten wird. Ein Betätigungselement 9, z. B. ein im wesentlichen vertikal verlaufender Kolben, wie er in Zusammenhang mit der Greifer 1 gezeigt ist, umfaßt einen abgerundeten Kolbenkopf 10. Auf dieses Betätigungselement 9 wird beim Passieren eines bestimmten Punktes im Versandraum eine externe Kraft ausgeübt, so daß das bewegbare Greiferelement 8.2 in Bezug auf das festgestellte Greiferelement 8.1 in eine geöffnete Position 12 bewegt wird, die in Fig. 2 mit Bezugszeichen 12 bezeichnet ist.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Greiferanordnung.
Ein Greifer 8 umfaßt ein festgestelltes Greiferelement 8.1 und ein bewegbares Greiferelement 8.2. Der Greifer 8 ist durch Betätigen des dem festgestellten Greiferelement 8.1 zugeordneten Schwenkhebels 6 bezüglich der Transportrichtung der Greifer drehbar. Das festgestellte Greiferelement 8.1 weist eine Halterung 3 auf, wie bereits in Fig. 1 gezeigt ist. Eine Betätigungsvorrichtung 9, z. B. ein Kolben mit einem abgerundeten Kopfabschnitt 10 ist auf- und abwärts verschiebbar in dem festgestellten Greiferelement 8.1 angeordnet. An dem Bodenabschnitt des Kolbens 9 ist mittels eines Befestigungselements 24 und eines Aufsatzes 23 zwischen dem bewegbaren Greiferabschnitt 8.2 und einem Stützelement 6, auf das im folgenden näher eingegangen wird, das bewegbare Greiferelement 8.2 befestigt.
In Fig. 2 ist der Greifer 8 in der geschlossenen Position 11 gezeigt. Bezugszeichen 12 bezeichnet eine geöffnete Position des festgestellten Greiferelements 8.1 und des bewegbaren Greiferelements 8.2. Bezugszeichen 13 bezeichnet die Strecke, welche die Greiferbacke beim Öffnen der Greiferbacken der Greiferelemente 8.1 bzw. 8.2 zurücklegt. In dem hohlen Innenraum des festgestellten Greiferelements 8.1 sind ein Druckelement 15 und ein Stützelement 16 einander gegenüber angeordnet. Das Druckelement 15 ist z. B. mittels einer Federanordnung 14 vorgespannt. Zum Vorspannen kann eine Federanordnung 14, die z. B. aus Tellerfedern oder Spiralfedern bestehen kann, oder ein gasförmiger Stoff vorgesehen sein. In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zum Vorspannen des Druckelements 15 eine Tellerfederanordnung 14 eingesetzt, durch deren Mitte ein Abschnitt der Betätigungsvorrichtung 9 verläuft. Unterhalt des Druckelements 15 ist ein Stützelement 16 vorgesehen, das eine vertikale Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Betätigungsvorrichtung 9 ermöglicht. In der in Fig. 2 gezeigten geschlossenen Position 11 sind die Druck- und Stützelemente 15, 16 nah aufeinander zu bewegt. Die Druck- und Stützelemente 15, 16 können ringförmig oder ungefähr rechteckig ausgebildet sein.
Sowohl das Druckelement 15 als auch das Stützelement 16 umfassen jeweils obere Aktivierungselemente 18 und untere Aktivierungselemente 19, die beide als Walzenkörper oder anders geformte Körper mit gehärteter Oberfläche ausgebildet sein können. Die oberen und unteren Aktivierungselemente 18, 19 sind jeweils in Kerben 15.1, 15.2 des oberen Druckelements 15 oder in entsprechenden Kerben 16.1, 16.2 des unteren Stützelements 16 angeordnet. Die Kurve 17, welche die Kerben 15.1, 15.2, 16.1, 16.2 jeweils beschreiben, entspricht dem Außendurchmesser der Aktivierungselemente 18, 19. In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform sind Kontaktelemente 20 gezeigt, die einerseits zwischen den Oberflächen des oberen und unteren Aktivierungselements 18, 19 und andererseits einem dem vertikal verlaufenden Betätigungselement 9, z. B. einem Kolben, zugeordneten Kurvenscheibenabschnitt 22 angeordnet sind. Die dem Betätigungselement 9 zugeordneten Kurvenscheibenabschnitte 22 umfassen jeweils einen oberen Abschnitt 22.1 und einen unteren Abschnitt 22.2, wobei der Neigungswinkel der oberen Abschnitte 22.1 bezüglich der Mittellinie 21 des Betätigungselements 9 kleiner ist als der Neigungswinkel der unteren Abschnitte 22.2 bezüglich der Mittellinie 21 des Betätigungselements 9. In dem in Fig. 2 gezeigten geschlossenen Zustand 11 des Greifers 1 werden die Kontaktelemente 20 von den unteren Kurvenscheibenabschnitten 22.2 gegen die Oberflächen des oberen und unteren Betätigungselements 18, 19 gedrängt, ohne dabei das Druckelement 15 von dem Stützelement 16 zu trennen.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Greifers 1 näher erläutert.
Um ein von den zwei zusammenarbeitenden Greiferbacken des festgestellten Greiferelements 8.1 und des bewegbaren Greiferelements 8.2 gehaltenes Produkt loszulassen, wird eine externe Kraft auf den Kolbenkopf 10 des Betätigungselements, d. h. z. B. des Kolbens 9 ausgeübt und demgemäß eine nach unten gerichtete Bewegung des Kolbens 9 ausgelöst. Durch die Abwärtsbewegung werden die Kontaktelemente 20 von dem oberen Kurvenscheibenabschnitt 22.1 zwischen die jeweiligen oberen und unteren Aktivierungselemente 18, 19 gedrängt. Dadurch führt das obere Druckelement 15 bei weiterer Abwärtsbewegung des Kolbens 9 eine gegen die von der über dem Druckelement 15 und um den Kolben 9 herum angeordneten Federanordnung 14 ausgeübte Kraft gerichtete Bewegung aus. Die auf den Kolben 9 ausgeübte nach oben gerichtete Kraft ist abhängig davon, wie weit die Greiferbacken des festgestellten Greiferelements 8.1 und des bewegbaren Greiferelements 8.2 geöffnet sind. Im geschlossenen Zustand des Greifers 1, d. h., wenn keine externen Kräfte auf den Greifer 1 einwirken, ist die Greifkraft sehr hoch. Bei einer von einer externen Kraft verursachten Abwärtsbewegung des Kolbens 9 nimmt die zum Öffnen der Greiferbacken benötigte Kraft ab, je weiter die Greiferbacken geöffnet sind. Es ist jedoch immer eine Kraft vorhanden, die beim Wegfall aller externer Kräfte ein Schließen der Greiferbacken bewirkt. Durch eine Anpassung der Form des dem Kolben 9 zugeordneten Kurvenscheibenabschnitts 22 kann der Verlauf der Kurve, welche die Greiferöffnungs-Kraft abbildet, gesteuert werden, was vor allem beim Greifen von Produkten variabler Dicke vorteilhaft ist. Sogar ein flacher Verlauf der Kurve kann in einem bestimmten Bereich der Kolbenverschiebung erreicht werden, so daß eine eventuell variable Produktdicke ausgeglichen werden kann.
Sobald das zwischen den Backen des festgestellten und des bewegbaren Greiferelements 8.1 bzw. 8.2 gehaltene flache Produkt an vorgegebener Stelle losgelassen wird, werden alle auf den Kolben 9 wirkenden externen Kräfte zurückgezogen. Da sich die Federanordnung in zusammengepreßtem Zustand befindet, bewegt sich das Druckelement 15 abwärts und nimmt die in Fig. 2 gezeigte Position ein, d. h. die geschlossene Position der Greiferbacken.
Der betreffende Greifer 1 bewegt sich entlang der Führungsbahn zu einer Stelle des Versandraums, an der weitere flache Produkte ergriffen werden sollen, und wird dort auf die oben beschriebene Weise wieder geöffnet.
Zu bemerken ist weiterhin, daß die Oberflächen der Kontaktelemente 20, welche die verschiedenen Kurvenscheibenabschnitte 22.1, 22.2 sowie die oberen und unteren Betätigungselemente 18, 19 kontaktieren, ebenfalls einem Härtungsverfahren unterzogen wurden.
Bezugszeichenliste
1
Greifer
2
Förderwalzen
3
Halterung
4
Verbindungsstück
5
Bohrung
6
Schwenkhebel
7
Betätigungsaufsatz
8
Greiferkörper
8.1
festgestelltes Greiferelement
8.2
bewegbares Greiferelement
9
Betätigungselement/Kolben
10
Kolbenkopf
11
geschlossene Position
12
geöffnete Position
13
Bewegungsstrecke der Greiferbacke
14
Federanordnung
15
Druckelement
15.1
erste Kerbe
15.2
zweite Kerbe
16
Stützelement
16
erste Kerbe
16
zweite Kerbe
17
Kurve der Kerbe
18
oberes Aktivierungselement
19
unteres Aktivierungselement
20
Kontaktelement
21
Kolbenmittellinie
22
Kurvenscheiben
22.1
oberer Kurvenscheibenabschnitt
22.2
unterer Kurvenscheibenabschnitt
23
Aufsatz
24
Befestigungselement

Claims (18)

1. Greifer (1) mit einem festgestellten Greiferelement (8.1) und einem relativ zu dem festgestellten Greiferelement (8.1) bewegbaren Greiferelement (8.2), gekennzeichnet durch ein vorgespanntes Betätigungselement (9), welches durch das festgestellte und das bewegbare Greiferelement (8.1, 8.2) hindurch verläuft, wobei das vorgespannte Betätigungselement (9) Kurvenscheiben (22) aufweist, die von Kontaktelementen (20) kontaktiert werden, welche beim Wegfall aller externen Kräfte ein Schließen der Greiferelemente (8.1, 8.2) bewirken.
2. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das festgestellte Greiferelement (8.1) einen Schwenkhebel (6) umfaßt, welcher eine Schwenkbewegung des festgestellten Greiferelements (8.1) ermöglicht.
3. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das festgestellte Greiferelement (8.1) innerhalb einer Halterung (3) angeordnet ist, welche Führelemente (2) zum Führen der Greifer (1) in einer Förderbahn umfaßt.
4. Greifer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungen (3) Verbindungsstücke (4) umfassen, welche eine kettenartige Verbindung einer Vielzahl von Greifern (1) ermöglichen.
5. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das festgestellte Greiferelement (8.1) einen hohlen Innenraum aufweist, in dem ein Druckelement (15) und ein Stützelement (16) angeordnet sind.
6. Greifer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (15) und das Stützelement (16) relativ zueinander bewegbar angeordnet sind.
7. Greifer nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (15) mittels einer Federvorrichtung (14) vorgespannt ist.
8. Greifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (14) aus einer Tellerfederanordnung besteht.
9. Greifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (14) aus Spiralfedern besteht.
10. Greifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung (14) einen gasförmigen Stoff aufweist.
11. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützelement (16) an dem bewegbaren Greiferelement (8.2) angeordnet ist.
12. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement (15) und das Stützelement (16) jeweils obere und untere Aktivierungselemente (18, 19) umfassen.
13. Greifer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungselemente (18, 19) Walzenkörper mit gehärteten Oberflächen umfassen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungselemente (18, 19) in Kerben (15.1, 15.2, 16.1, 16.2) der Druck- und Stützelemente (15, 16) angeordnet sind.
15. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Oberflächen der Aktivierungselemente (18, 19) und Kurvenscheibenabschnitten (22) des Betätigungselements (9) Kontaktelemente angeordnet sind.
16. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferelemente (8.1, 8.2) in der geschlossenen Position (11) gehalten werden, wenn die Kontaktelemente (20) einen unteren Kurvenscheibenabschnitt (22.2) kontaktieren.
17. Greifer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferelemente (8.1, 8.2) eine geöffnete Position (12) einnehmen, wenn die Kontaktelemente (20) den dem Betätigungselement (9) zugeordneten oberen Kurvenscheibenabschnitt (22.1) kontaktieren.
18. Verfahren zum Umschalten eines Greifers von einer geschlossenen in eine geöffnete Position, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • 1. Kontaktieren der unteren Kurvenscheibenabschnitte (22.2) eines Betätigungselements (9) und der Oberflächen von Walzenkörpern (18, 19) von Druck- und Stützelemente (15, 16) durch Kontaktelemente (20) in einer geschlossenen Position (11), oder
  • 2. Kontaktieren der oberen Kurvenscheibenabschnitte (22.1) eines Betätigungselements (9) und der Oberflächen von Walzenkörpern (18, 19) von Druck- und Stützelementen (15, 16) durch Kontaktelemente (20) in einer geöffneten Position 12.
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