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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme und Abgabe von Stückgut, mit zumindest einem insbesondere in Form eines Saugorgans ausgebildeten Greifer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Vorrichtungen zur Aufnahme und Abgabe von Stückgut, insbesondere um dessen Handhabung in automatischen Transportlinien mittels Greifer zu vereinfachen, sind seit langem bekannt. In
DE 34 40 954 C3 ist eine Vorrichtung zum Ergreifen und Absetzen von Stückgütern, insbesondere zur Anwendung in einem Handhabungsautomaten, vorgesehen, wobei der Greifer hebelförmige Arme aufweist, die mittels eines Schwenkantriebes ein- und auswärtsbewegbar sind. Eine ähnliche Vorrichtung ist in
DE 35 40 121 A1 vorgeschlagen, wobei zweiteilige Arme des Greifers verschiebbar und im vorderen Teil schwenkbar ausgebildet sind. Bei einem Vorschlag gemäß
EP 1 452 469 A1 ist ein Palettierroboter zum Ergreifen von Säcken vorgesehen, wobei zwei Arme des Greifers mittels eines Riemenantriebes gekoppelt sind. Aus
DE 38 17 013 C2 ist eine Vorrichtung zum Handhaben von Säcken bekannt, wobei der Greifer jeweilige als Fingerglieder ausgebildete Arme aufweist, so dass einzelne Glieder in präzise Greiflagen schwenkbar sind. In
EP 1 437 314 A1 sind ebenfalls hakenförmige Arme am Greifer vorgesehen und
EP 0 666 149 A1 zeigt Greifer für Eierkartonagen, wobei an einem Greifkopf auf einer gebogenen Bahn verlagerbare und mittels Führungsrollen geführte Arme vorgesehen sind. Bei der gemäß
EP 1 657 190 A1 gezeigten Vorrichtung zum Aufnehmen und Abgeben von Stückgut weisen die Greifer eine aus der Greifstellung herausdrehbare Anlagekontur nach dem ”Korkenzieher-Prinzip” auf.
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Allgemein bekannt sind auch Vorrichtungen zum Handhaben von Stückgut, wobei als Saugorgan ausgebildete Greifer benutzt werden. In
DE 12 27 216 wird im Bereich eines düsenartigen Auslasses des Saugorgans ein Ausströmvorgang so geführt, dass durch Verringerung des statischen Druckes ein Ansaugeffekt an einem Stückgut bewirkt ist. In
DE 12 00 196 ist ein pneumatisch betätigter Flaschengreifer vorgesehen, wobei das Saugorgan mit einer aus elastischem Material bestehenden becherförmigen Manschette als jeweiliges auf einen pneumatischen Saugstrom reagierendes Teil vorgesehen ist. In
DD 39463 ist ein Saugheber zum Befördern von Gegenständen vorgeschlagen, wobei ein aus Gummi bestehendes Saugorgan mit mundstückartigem Oberteil den jeweiligen Gegenstand erfassen kann. Bei einem Sauggreifer für Kleinstückgut gemäß
DE 199 55 615 C2 sind zwei mit vor- und zurückfahrbaren Greifklemmen zusammenwirkende Saugköpfe vorgesehen, die zur Aufnahme von Kleinstückgut eine entsprechende Aufnahmeöffnung bilden. Gemäß
DE 102 24 598 C1 ist eine Greifvorrichtung zum Aufnehmen von Stückgut gezeigt, wobei das Saugorgan eine aus flexiblen Material bestehende Hülle aufweist, die in der Erfassungsphase das Stückgut zumindest teilweise umhüllt.
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Bekannt ist auch eine gattungsbildende Konstruktion gemäß
EP 2 183 079 B1 , bei der jeweilige, in einem Gehäuse geführte Dichtelemente mittels rückseitig an diesen anlegbaren Luftdruck zu positionieren sind. Damit ist das System störanfällig, da einzelne der Dichtelemente bei Undichtigkeit unwirksam werden und schwierig auszutauschen sind.
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Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, eine Vorrichtung zum Aufnehmen und Abgeben von Stückgut zu schaffen, deren als Greifer vorgesehenes Saugorgan mit verringertem technischem Aufwand an weitgehend beliebige Oberflächenbeschaffenheiten und/oder unregelmäßige Oberflächenkonturen aufweisende Stückgüter anpassbar ist und dabei das Saugorgan auch bei unterschiedlichen Stückgewichten, wechselnden Temperaturbedingungen o. dgl. Einsatzparametern eine langzeitstabile und funktionssichere Anwendung ermöglicht.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 17.
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Die Vorrichtung zur Aufnahme und Abgabe von Stückgut weist als Greifer zumindest ein Saugorgan auf, das aus einer Vielzahl von fluiddicht aneinandergrenzenden Dichtelementen aufgebaut ist, derart, dass ein zentraler Ansaugkanal in dessen Umfangsrichtung umgriffen ist und an den Stirnseiten der Dichtelemente ein zum Stückgut gerichteter Anlagebereich definiert wird. In dieser Einbaulage der Dichtelemente bilden diese jeweilige – im Wesentlichen in Aufnahmerichtung des Saugorgans verlaufende – Verbindungszonen, in denen die Dichtelemente weitgehend fluiddicht und jeweils einzeln schubbeweglich aneinandergrenzen.
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Damit wird aus jeweiligen in ihren Abmessungen variabel ausführbaren Dichtelementen ein Saugorgan nach Art eines schubbewegliche ”Lamellen” aufweisenden Anlagekranzes aufgebaut, bei dem die Lamellen in Umfangsrichtung des Ansaugkanals eine kompakte Einheit bilden und gleichzeitig jedoch sämtliche ”Lamellen” einzeln beim Heranführen des Saugorgans an das Stückgut verlagerbar sind. Damit kann sich das Saugorgan optimal an jeweilige Oberflächenkonturen, Kantenprofile o. dgl. mehr oder weniger zufällige Abmessungen und Strukturen unterschiedlichster Stückgüter anpassen. In dieser Anlagestellung ist gleichzeitig ein hinreichend dichter Verschluss im stirnseitigen Bereich des Ansaugkanals bzw. der zwischen den Dichtelementen gebildeten Verbindungszonen mit Nut-Feder-Profilen bewirkt. Die erfindungsgemäße Verbesserung des Systems ist insbesondere darauf gerichtet, dass die Dichtelemente nach dem Transport und der Abgabe des erfassten Stückgutes mittels eines mechanischen Rückstellelementes in eine gemeinsame Ausgangslage zurückbewegt und danach erneut auf ein Stückgut aufgesetzt werden. Damit wird eine mechanische Rückstellbewegung genutzt, um eine ”Zwangsbewegung” auszulösen, die bisher (bei
EP 2 183 079 B1 ) durch eine Fluidsteuerung realisiert wurde. Diese mechanische Baugruppe mit Platten-Hub-Struktur ist überaus funktionssicher und ermöglicht eine vorteilhafte Erhöhung der Standzeit im Bereich der reibbelasteten Teile des Systems.
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Diese Konstruktion mit dem erfindungsgemäßen ”Lamellen”-Saugorgan ist überaus belastungsstabil ausführbar und kann vorteilhaft auch zum Handhaben tiefgekühlter Stückgüter, Einzelwaren o. dgl. Teile eingesetzt werden. Ebenso ist vorgesehen, mit den variabel ausführbaren Dichtelementen die Anwendung des Saugorgans für die Handhabung von Säcken, Beuteln o. dgl. flexible Oberflächenstrukturen aufweisende Stückgüter zu optimieren.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, die zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulichen. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine perspektivische Einzeldarstellung einer Vorrichtung zur Aufnahme und Abgabe von Stückgut mit einem aus mehreren Dichtelementen gebildeten Saugorgan,
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2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 1,
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3 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß einer Linie III-III in 2,
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4 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung gemäß 1 gemäß einer Linie IV-IV in 5,
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5 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß 1, und
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6 eine zweite Ausführung der Vorrichtung zum Aufnehmen und Abgeben von Stückgut mit zwei Saugorganen an einer gemeinsamen Trageinheit.
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In 1 ist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung zur Aufnahme und Abgabe von schematisch dargestelltem Stückgut S gezeigt. Derartige Handhabungsvorrichtungen 1 sind mit zumindest einem in Form eines Saugorgans 2 ausgebildeten Greifer versehen. Das Saugorgan 2 weist dabei eine mit einem pneumatischen Saugstrom T (eines nicht dargestellten Sauggebläses o. dgl.) beaufschlagbare Strömungsleitung 3 auf, an deren andererseits vorgesehenem Einlassende das Stückgut S in einer Aufnahmerichtung A vom Saugorgan 2 erfasst wird.
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Damit ist ein Erfassungsbereich E des Saugorgans 2 definiert, wobei dieses in erfindungsgemäßer Ausführung mit einer Vielzahl von Einzelelementen als Anlagestruktur im Erfassungsbereich E versehen ist. Die Zusammenschau von 1 bis 6 verdeutlicht, dass das Saugorgan 2 mit mehreren einen zentralen Ansaugkanal 4 in dessen Umfangsrichtung (Durchmesser D, 3) fluiddicht umgreifenden und in jeweiligen Verwindungszonen 5 schubbeweglichen aneinandergrenzenden Dichtelementen 6 versehen ist.
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Die vergrößerten Darstellungen gemäß 2 bis 4 verdeutlichen, dass zwischen den Dichtelementen 6 jeweilige in Aufnahmerichtung A (1) verlaufende Verbindungszonen 5 gebildet sind. Damit sind die beim Aufnehmen des Stückgutes S in bzw. entgegen der Aufnahmerichtung A verlagerbaren Dichtelemente 6 jeweils einzeln in einer Dichtstellung am Stückgut S anlegbar (2, 4).
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Aus der Prinzipdarstellung gemäß 4 wird deutlich, dass die in ihrer Anlagestellung am Stückgut S zusammenwirkenden Dichtelemente 6 eine weitgehend vollständige Unterbrechung des permanent im Ansaugkanal 4 bereitgestellten Saugstromes (bei T', 3) bewirken. Mittels des damit erzeugten Unterdruckes im Ansaugkanal 4 wird das zur Aufnahme vorgesehene Stückgut S erfasst und kann so gemeinsam mit dem Saugorgan 2 bzw. einer dieses aufnehmenden Trageinheit 7 verlagert werden (Pfeil B, Pfeil C, 6). Bei einer auf das Gewicht des Stückgutes S abstimmbaren Verringerung oder vollständigen Abschaltung des Saugstromes T ist das Stückgut S von den jeweiligen Stirnseiten 8 der Dichtelemente 5 lösbar und kann dann entsprechend der vorgesehenen Position abgelegt werden (nicht dargestellt).
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In 2 und 4 sind unterschiedliche Erfassungssituationen dargestellt, aus denen deutlich wird, dass die Dichtelemente 6 des Saugorgans 2 im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Oberfläche 9 des Stückgutes S verlagerbar sind (Pfeil G). Dabei kann das gesamte Saugorgan 2 in einer der Hochachse H entsprechenden Zuführrichtung Z zu dem auf einer Unterlagen 10 befindlichen Stückgut S hin bewegt werden. In dieser Annäherungsphase an jeweilige Konturbereiche 9' der Oberfläche 9 des Stückgutes S wird eine Schubbewegung gemäß Pfeil G an einzelnen bzw. einer Gruppe der Dichtelemente 6 bewirkt. Nach diesem Ansaugvorgang mit Verlagerung der Dichtelemente 6 um einen Stellweg F (4) ist eine Verlagerung der gesamten Vorrichtung 1 in Richtung Z (2) bzw. Richtung B und C (6) möglich.
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Ebenso ist denkbar, dass der vorbeschriebene Ansaugvorgang dadurch erfolgt, dass das Stückgut S in den Erfassungsbereich E des zumindest in dieser Phase ortsfesten Saugorgans 2 verlagert wird, wobei mittels einer Unterlage 10 eine entsprechende Hub- und/oder Schwenkbewegung erfolgt.
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In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung ist denkbar, dass die Dichtelemente 6 in weitgehend beliebigen Winkelstellungen zur Oberfläche 9 des Stückgutes S hin verlagerbar gehalten sind, wobei auch bogenförmige Bewegungsbahnen (ebenfalls nicht dargestellt) denkbar sind.
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Das vorbeschriebene Konzept mit dem in Umfangsrichtung D umgriffenen Ansaugkanal 4 wird mit konstruktiven Einzelteilen dadurch optimal umgesetzt, dass die Dichtelemente 6 an einer gemeinsamen Halterung 11 (1) bzw. 11' (6) aufgenommen und dabei schubbeweglich geführt sind. Damit können die bereits in 2 und 4 beispielhaft gezeigten Schubstellungen in variabler Vielfalt realisiert werden, derart, dass sich das System an unterschiedlichste Konturen mit Vertiefungen, Kanten, Bögen o. dgl. von einer planparallelen Erstreckung abweichende Oberflächen 9 an Stückgütern S anpassen kann. Dass dabei einzelne bzw. gruppenweise Verlagerungen der insbesondere als Gleichbauteile hergestellten Dichtelemente 6 möglich sind, wird in 2 und 4 ebenfalls deutlich.
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Eine effiziente Handhabung des vorbeschriebenen ”Lamellen”-Systems (6) mit einer im horizontalen Querschnitt rechteckigen Verbindungskontur der vertikal beweglichen Teile 6 ist dann möglich, wenn die Dichtelemente 6 einzeln oder gemeinsam auf eine jeweilige in 1 bzw. 6 ersichtliche Ausgangslage eingestellt werden. Diese Einstellbarkeit wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Dichtelemente 6 im Bereich ihres am Grundkörper 17 bzw. an der jeweiligen Halterung 11, 11' vorgebbaren funktionalen Schubweges F mit einem mechanischen Rückstellorgan 12, 12' zusammenwirken.
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In einfachster Ausführung ist als das Rückstellorgan 12, 12' eine mittels hydraulischer Stellzylinder 13, 13' verlagerbare Druckplatte 14 vorgesehen. Damit wird in einem hochbelastbaren Bereich des Systems eine langzeitstabile Stelleinheit in Form einer Platte-Hub-Struktur bereitgestellt.
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In sämtlichen der dargestellten Ausführungsformen wird deutlich, dass die Dichtelemente 6 im Bereich der jeweiligen Verbindungsebenen 5 mit unmittelbar aneinander liegenden, planparallelen Gleitflächen versehen sind. Ebenso ist denkbar, dass im Bereich dieser Gleitflächen jeweils paarweise nach Art einer Nut-Feder-Profilierung ausgebildete Konturen geformt sind und/oder diese die Verbindungen mit einem in parallele Nuten der Gleitflächen eingreifendes Zwischenteil versehen sein (nicht dargestellt). Die dargestellten Dichtelemente 6 sind jeweils als im Wesentlichen rechteckige Querschnitte aufweisende Stab-Teile geformt, wobei ebenso denkbar ist, zylinderförmige, vieleckige oder nadelförmige Profile vorzusehen.
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Die ”gleitende” Abstützung der Dichtelemente 6 im Bereich der jeweiligen Verbindungszonen kann vorteilhaft auf die Wirkung der an den Rückseiten der Elemente 6 anliegenden Platten-Hub-Struktur abgestimmt sein. Durch einen vergleichsweise hohen Reibwiderstand der Gleitflächen im Bereich der Nut-Feder-Profile wird ein unbeabsichtigtes Verlagern der Dichtelemente 6 unter Schwerkraftwirkung vermieden. Gleichzeitig kann der Reibwiderstand so bemessen sein, dass mit minimalen Schubkräften im Bereich des Rückstellorgans 12, 12' die ”zwangsgeführten” Stellbewegungen ausführbar sind.
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Aus den Übersichtsdarstellungen in 1 und 6 wird deutlich, dass die Dichtelemente 6 im Bereich der Halterung 11 an einer jeweiligen zentralen Basiseinheit 15 des Saugorgans 2 schubbeweglich aufgenommen sind. In den Darstellungen gemäß 1 bis 5 ist ersichtlich, dass die fluiddicht aneinander liegenden Dichtelemente 6 in einfachster Ausführung mittels jeweiliger Haltestifte 18 aufweisender Halteplatten 19 aufgenommen, fixiert und geführt sind. Bei der Ausführung gemäß 6 sind diese Haltestifte 18' so mit jeweiligen Führungsnuten 20 in den Dichtelementen 6 kombiniert, dass eine weiter vereinfachte Schub-Abstützung zur Einzelbewegung der Teile erreicht ist. Es versteht sich, dass in den jeweiligen Verbindungsbereichen 5 die ”fluiddichte” und schubbewegliche Anlage auch durch einen geringen Spaltabstand der Dichtelemente 6 zueinander definiert werden kann, wobei ein vergleichsweise kleiner Spalt die prinzipielle Funktion der Ansaugung nur unwesentlich beeinflusst. Denkbar ist eine Beeinflussung der Fluiddichtigkeit im Bereich der Verbindungszonen 5 auch dadurch, dass in diesen ein entsprechendes Zwischenteil (nicht dargestellt) vorgesehen wird und mit diesem die Abdichtung des Systems zumindest in der Ansaugphase verbessert werden kann.
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Aus der in 3 ersichtlichen Darstellung wird durch eine Schnittausführung deutlich, dass das Saugorgan 2 im Verlauf des Ansaugkanals 4 zur Strömungsleitung 3 (bzw. 3', 6) hin mit einem Zwischenteil 16 versehen ist. Dieses Zwischenteil 16 durchgreift den Querschnitt D' in Form einer Gitterscheibe o. dgl. luftdurchlässiges Teil, so dass für ein durch eine Strichlinie dargestelltes Stückgut S' ein Einsaugschutz gebildet ist.
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In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung ist denkbar, dass die Vorrichtung 1 im Erfassungsbereich E des Saugorgans 2 gleichzeitig mit mehreren der von jeweiligen Dichtelementen 6 begrenzten Ansaugkanäle 4 versehen wird. Diese Ansaugkanäle 4 können dann beispielsweise auch als Zweigleitungen der einen Strömungsleitung 3 ausgerichtet sein, so dass eine Ausführung ähnlich 6 erreicht ist. In 6 ist die bereits kurz beschriebene Ausführung einer Trageinheit 7 so ausgebildet, dass an dieser mehrere mit verlagerbaren Dichtelementen 6 versehene Saugorgane 2' gehalten sind. Mit dieser Trageinheit 7 können neben den Stellbewegungen gemäß Pfeil B und C auch Schwenkbewegungen (Pfeil P) im Bereich der paarweise angeordneten Saugorgane 2' realisiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3440954 C3 [0002]
- DE 3540121 A1 [0002]
- EP 1452469 A1 [0002]
- DE 3817013 C2 [0002]
- EP 1437314 A1 [0002]
- EP 0666149 A1 [0002]
- EP 1657190 A1 [0002]
- DE 1227216 [0003]
- DE 1200196 [0003]
- DD 39463 [0003]
- DE 19955615 C2 [0003]
- DE 10224598 C1 [0003]
- EP 2183079 B1 [0004, 0008]
