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Die Erfindung geht aus von einem Flächengreifer mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen, wie er aus der
DE 102 16 221 A1 bekannt ist.
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Flächengreifer sind hervorragend geeignet, um platten- oder tafelförmige Werkstücke mit einer ebenen Oberfläche, beispielsweise Glasscheiben, zu greifen. Wenn die Saugplatte eines Flächengreifers an die Oberfläche eines solchen Werkstücks angesetzt wird, ergibt sich ein guter, flächiger Kontakt, so dass beim Anlegen von Unterdruck das Werkstück von den Ansaugöffnungen der Saugplatte angesaugt und durch Luftdruck zuverlässig an der Saugplatte gehalten wird.
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Gestapelte Holzbretter haben oft eine mehr oder weniger stark gekrümmte Oberfläche, die den Einsatz von Flächengreifern erschwert. Beim Ansetzen der Saugplatte eines Flächengreifers an eine gekrümmte Fläche bleibt nämlich an gegenüberliegenden Enden der Saugplatte jeweils ein keilförmiger Spalt, der das Ansaugen erschwert.
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Um eine Krümmung ausgleichen zu können, weisen die Saugplatten von Flächengreifern in der Regel einen Schaumstoffbelag auf. Die Kontur des Schaumstoffbelags kann sich beim Andrücken der Saugplatte gegen einen Stapel von Holzbrettern an eine vorhandene Krümmung anpassen und diese ausgleichen. Je dicker der Schaumstoffbelag ist, desto größere Krümmungen können ausgeglichen werden.
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Wenn die Stärke des Schaumstoffbelags erhöht wird, muss aber darauf geachtet werden, dass von den Ansaugöffnungen durch den Schaumstoffbelag hindurchführende Kanäle nicht kollabieren und sich dadurch bei Anlegen von Unterdruck verschließen. Eine Möglichkeit, einen Selbstverschluss dieser Kanäle zu verhindern, besteht darin, statt schlitzförmigen Kanälen zylindrische Kanäle mit möglichst großem Durchmesser einzusetzen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, härteren Schaumstoff zu verwenden, der eine größere Formstabilität hat. Allerdings lassen sich die Ansaugöffnungen nur sehr begrenzt vergrößern und härterer Schaumstoff macht immer größere Anpresskräfte erforderlich, damit sich dieser an eine Krümmung anpasst.
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Als Alternative ist es aus der
DE 20 2005 004 799 U1 bekannt, an jeder Ansaugöffnung einen Faltenbalg anzubringen. Auf diese Weise lassen sich Unebenheiten der Oberfläche eines zu greifenden Werkstücks zwar gut ausgleichen, allerdings ist diese Lösung sehr teuer.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen kostengünstigen Weg aufzuzeigen, wie gekrümmte Holzbretter besser mit einem Flächengreifer gegriffen werden können.
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Diese Aufgabe wird durch einen Flächengreifer mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Bei einem erfindungsgemäßen Flächengreifer wirkt zwischen der Saugplatte und einem Träger, der die Saugplatte hält, wenigstens ein Federelement, das eine Rückstellkraft erzeugt, wenn eine Biegung der Saugplatte eine Relativbewegung eines Abschnitts der Saugplatte gegenüber dem Träger bewirkt. Die Saugplatte eines erfindungsgemäßen Flächengreifers kann sich biegen und so an die Krümmung eines Holzstapels oder eines zu greifenden Bretts anpassen. Wird die Saugplatte gegen eine gekrümmte Oberfläche gedrückt, biegt sie sich entsprechend der Krümmung und wird von dem Federelement oder den Federelementen später wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückversetzt.
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Als Federelement kann beispielsweise ein Pneumatikschlauch verwendet werden, der sich in Längsrichtung der Saugplatte erstreckt. Ein einzelner Pneumatikschlauch kann so auf jeden Abschnitt der Saugplatte einwirken und einer Relativbewegung eines Abschnitts der Saugplatte eine Rückstellkraft entgegen setzen. Bevorzugt weist ein erfindungsgemäßer Flächengreifer aber mehrere Federelemente auf. Die Federelemente sind bevorzugt als Wendelfedern ausgebildet, können beispielsweise aber auch Gasdruckfeder, Blattfedern, Bügelfedern oder sonstige Federelemente ausgebildet sein. Wendelfedern lassen sich mit vorteilhaft geringem Aufwand zwischen einer länglichen Saugplatte und einem Träger anordnen.
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Der Träger bildet bevorzugt ein Gehäuse des Flächengreifers, wobei die Saugplatte einen Boden des Gehäuses bildet. So lässt sich erreichen, dass der Träger einen Kanal, der einen Unterdruckanschluss des Flächengreifers mit den Ansaugöffnungen verbindet, schützend umgibt. Das Gehäuse kann beispielsweise als ein Käfig ausgebildet sein, kann aber auch geschlossene Seitenwände aufweisen.
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Die Saugplatte kann über die Federelemente an dem Träger aufgehängt sein. Bevorzugt liegt die Ansauglatte aber auf dem Träger auf, beispielsweise indem der Träger an seiner Unterseite zwei Stützabschnitte mit Auflageflächen aufweist, zwischen denen ein Abstand ist, den die auf den Auflageflächen liegende Saugplatte überbrückt. Der Träger greift in diesem Fall also mit den Stützabschnitten um die Saugplatte herum. Wenn die Ansauglatte auf dem Träger aufliegt, kann sich die Saugplatte beim Andrücken an ein zu greifendes Werkstück von dem Träger abheben. Bevorzugt erstreckt sich dann ein oberer Teil des Trägers über der Saugplatte, wobei das Federelement oder die Federelemente zwischen der Saugplatte und dem oberen Teil des Trägers wirken, also bei einem Abheben der Saugplatte von Auflageflächen des Trägers auf Druck beansprucht werden.
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Bevorzugt sind wenigstens 5, besonders bevorzugt mehr als 10, insbesondere mehr als 20 Federelemente auf der Saugplatte angeordnet. Die Federelemente sind bevorzugt in einer oder mehreren Reihen angeordnet. An sich genügt zwar auch eine kleinere Anzahl von Federelementen, allerdings wird durch 5 oder noch mehr Federelemente erreicht, dass sich eine biegsame Saugplatte noch besser auf einer größeren Länge auch an ein erheblich gekrümmtes Werkstücks flächig anlegt.
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Bevorzugt lasten die Federelemente auf den Halteabschnitten der Saugplatte. Beispielsweise kann der Flächengreifer zwei Reihen Federelemente aufweisen, die auf den beiden Halteabschnitten der Saugplatte sitzen.
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Die Saugplatte kann beispielsweise aus Blech oder biegsamem Kunststoff sein. Zu Erhöhung der Biegsamkeit kann die Saugplatte Schlitze aufweisen, die quer zu ihrer Längsrichtung verlaufen. Bevorzugt gehen die Schlitze von Längsrändern der Saugplatte aus. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Saugplatte zwei seitliche Abschnitte aufweist, die jeweils über eine Stufe mit einem zentralen Abschnitt verbunden sind, in dem die Ansaugöffnungen sind. Der zentrale Anschnitt liegt auf diese Weise unterhalb von den seitlichen Abschnitten, steht also nach unten vor. Falls die Saugplatte Stufen aufweist, erstrecken sich Schlitze bevorzugt bis in die Stufen hinein.
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Bevorzugt ist jeder Ansaugöffnung ein Ventil zugeordnet, das sich selbsttätig schließt, sobald ein durch das Ventil strömender Luftstrom einen Schwellenwert überschreitet. Beim pneumatischen Greifen von Werkstücken kommt es immer wieder vor, dass einzelne Ansaugöffnungen des Flächengreifers nicht an einem Werkstück anliegen, beispielsweise weil das Werkstück kleiner als die Saugplatte ist. Beim Anlegen von Unterdruck würde in einem solchen Fall durch die betreffende Ansaugöffnung fortlaufend Luft eingesaugt werden, was einen unnötigen Energieverbrauch mit sich bringen und die Unterdruckquelle des Flächengreifers unnötig belasten würde. Mit einem Ventil, das sich selbsttätig schließt, sobald ein durch das Ventil strömender Luftstrom einen Schwellenwert überschreitet, kann dies vermieden werden. Ein geeignetes Ventil ist beispielsweise aus der
DE 198 14 262 C2 bekannt.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Flächengreifer einen Unterdruckanschluss zum Anschließen an eine Unterdruckquelle aufweist, der über wenigstens einen Schlauch mit den Ansaugöffnungen verbunden ist. Bevorzugt trägt die Saugplatte den Schlauch. Ein Schlauch kann Biegungen und Krümmungen der Saugplatte gut folgen. Geeignet sind beispielsweise Schläuche, die mit Draht, beispielsweise in Form von Ringen oder einer Wendel, verstärkt sind oder Wellrohre. Der Schlauch oder die Schläuche sind bevorzugt über Öffnungen in der Mantelfläche an die Ansaugöffnungen angeschlossen. Beispielsweise kann ein Ventil mit einem Ende in einer Ansaugöffnung und mit seinem anderen Ende in einer Öffnung in der Mantelfläche des Schlauchs stecken.
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Die Ansaugseite der Saugplatte wird als Unterseite bezeichnet, die gegenüber Seite als Oberseite. Richtungsangaben wie „oben”, „unten” und „über” beziehen somit jeweils auf die Saugplatte unabhängig von der Orientierung des Flächengreifers im Schwerkraftfeld der Erde.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an einem Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 ein Greifersystem mit vier pneumatischen Flächengreifern;
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2 einen einzelnen Flächengreifer;
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3 den in 2 dargestellten Flächengreifer ohne Träger;
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4 eine Ansicht des in 2 dargestellten Flächengreifers mit transparentem Träger;
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5 eine Schnittansicht zu 4 entlang der Schnittlinie AA; und
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6 eine Schnittansicht zu 4 entlang der Schnittlinie BB.
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1 zeigt ein Greifersystem mit mehreren pneumatischen Flächengreifern 1, die jeweils an dem gemeinsamen Rohr 2 aufgehängt und an dieses über einen Schlauch 3 angeschlossen sind. In den 2 bis 6 sind verschiedene Ansichten eins solchen Flächengreifers 1 dargestellt.
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Der Flächengreifer 1 hat an seiner Unterseite eine längliche Saugplatte 4, die mehrere Ansaugöffnungen aufweist und von einem Träger 5 getragen wird, der ein Gehäuse des Flächengreifers 1 bildet. Die Saugplatte 4 ist der Boden dieses Gehäuses.
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Zwischen der Saugplatte 4 und dem Träger 5 wirken Federelemente 6, die jeweils bei einer Biegung der Saugplatte 4 eine Rückstellkraft erzeugen. Eine Biegung der Saugplatte 4 bewirkt eine Relativbewegung von Abschnitten der Saugplatte gegenüber dem Träger 5 und führt deshalb auch zu einer Auslenkung der Federelemente 6.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Reihen von Federelementen 6 vorhanden. Die Federelemente 6 können aber beispielsweise auch in einer einzigen Reihe in der Mitte der Saugplatte 4 angeordnet werden. Die Federelemente 6 sind bevorzugt als Wendelfedern ausgebildet.
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Wie insbesondere die 5 und 6 zeigen, hat der Träger 5 an seiner Unterseite zwei Auflageflächen 5a, auf denen die Saugplatte 4 mit jeweils einem seitlichen Abschnitt aufliegt. Die seitlichen Abschnitte können deshalb als Halteabschnitte bezeichnet werden. Zwischen den Halteabschnitten und einem zentralen Abschnitt, in dem die Ansaugöffnungen angeordnet sind, weist die Saugplatte 4 jeweils eine Stufe auf. Der zentrale Abschnitt der Saugplatte 4 hat einen Belag aus Schaumstoff 7. In dem Schaumstoffbelag 7 sind Aussparungen, beispielsweise Schlitze. Jeweils eine Ansaugöffnung 4 der Saugplatte 4 liegt in einer solchen Aussparung.
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Wenn die Saugplatte 4 gegen ein zu greifendes Werkstück gedrückt wird, hebt sich die Saugplatte 4 an der betreffender Stelle von dem Träger 5 ab, wobei die Federelemente 6 in dem betreffenden Abschnitt belastet werden.
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Die Saugplatte 4 ist biegsam ausgebildet, bevorzugt aus Blech, und kann sich deshalb an die Krümmung eines zu greifenden Werkstücks anpassen. Zur Erhöhung der Biegsamkeit weist die Saugplatte Schlitze 8 auf, die sich ausgehend von den Längsrändern der Saugplatte 4 bevorzugt senkrecht zur Längsrichtung der Saugplatte 4 erstrecken. Bevorzugt erstrecken sich die Schlitze bis zu dem zentralen Abschnitt, in dem die Ansaugöffnungen 4 angeordnet sind, und durch die Stufe, die zwischen Halteabschnitt und zentralen Abschnitt ist, hindurch. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen zwei Schlitzen 8 jeweils ein Federelement 6 angeordnet. Es können aber auch einige dieser Federelemente 6 weg gelassen werden.
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Die Saugplatte 4 trägt wenigstens einen Schlauch 9, über den die Ansaugöffnungen 4 an einen Unterdruckanschluss des Flächengreifers 1 angeschlossen sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Schläuche 9 nebeneinander angeordnet, wobei jeder Schlauch 9 eine Reihe von Ansaugöffnungen mit dem Unterdruckanschluss verbindet. Die Anzahl der Schläuche kann größer oder kleiner als bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sein. Bevorzugt sind aber genau zwei Schläuche vorhanden. Die Schläuche sind Unterdruckschläuche, d. h. sie können Unterdruck standhalten ohne zu kollabieren. Beispielsweise können die Schläuche mit einer Wendel, bevorzugt einer Drahtwendel, verstärkt sein.
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Die Ansaugöffnungen der Saugplatte 4 stehen über Öffnungen in der Mantelfläche der Schläuche 9 mit dem Innenraum der Schläuche 9 in Verbindung. Bevorzugt ist in die Öffnungen der Schläuche 9 ein Ventil 10 gesteckt, das zu einer Ansaugöffnung führt. Wie 6 zeigt das Ventil 10 enthält einen zylindrischen Schließkörper 10a. Überschreitet ein durch das Ventil 10 strömender Luftstrom einen vorgegebenen Schwellenwert, wird der Schließkörper 10a angehoben und verschließt so das Ventil 10.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flächengreifer
- 2
- Rohr
- 3
- Schlauch
- 4
- Saugplatte
- 5
- Träger
- 5a
- Auflagefläche
- 6
- Federelement
- 7
- Schaumstoffbelag
- 8
- Schlitze
- 9
- Schlauch
- 10
- Ventil
- 10a
- Schließkörper
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10216221 A1 [0001]
- DE 202005004799 U1 [0006]
- DE 19814262 C2 [0016]
