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Vorrichtung zum Heben und Verfahren von flächigen
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Werkstücken, insbesondere Holzbohlen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Vorrichtung zum Heben und Verfahren (Abstapeln) von flächigen Werkstücken,
insbesondere Holzbohlen, mit einer eine Vielzahl an die Bohlen unter Vakuum haltenden
Saugern aufweisenden Saugeinheit, welche in Höhenrichtung und in waagerechter Ebene
motorisch bewegbar gelagert ist.
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Derartige, in verschiedenen Ausführungen bekanntgewordene Vorrichtungen
eignen sich überwiegend nur zum Heben und Verfahren von weitestgehend ebenen und
keine Risse, Astlöcher, Verunreinigungen od. dgl. aufweisenden Brettern, die dabei
noch in der waagerechten Aufnahmeebene ausgerichtet sein sollen, da sonst die Wirksamkeit
der einzelnen Saugelemente nicht voll erreicht wird und dadurch ein hoher Energiebedarf
für die Vakuumschaffung entsteht. Bei unebenen, Rissen, Löchern und Warunreinigungen
aufweisenden und ggf. noch teilweise übereinanderliegenden Bohlen treten aufgrund
Saugerausbildung und lagorung Schwierigkeiten auf, da nämlich eine Anpassung der
Saugelemente an die gegebenen und ständig sich verändernden Bohlenoberflächen nicht
möglich ist und deshalb diese Vorrichtungen unzureichend arbeiten bzw. für den Bohlentransport
nicht geeignet sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 aufgebaute Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß ihre einzelnen Saugelemente
individuell an die gegebenen Werkstückoberflächen und -lagen automatisch anpaßbar
sind, dabei die Saugelemente automatisch entsprechend ihrer Stellung zur Bohlenfläche
in die Wirk- oder
Außerwirkstellung gelangen und mit geringerem
Energieaufwand als bei den herkömmlichen Vorrichtungen eine Vakuumbildung für einen
sicheren, störungsfreien und rationellen Hub, Transport und Abstapelung gewährleisten.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil
des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst, wobei noch die in den Unteransprüchen
aufgeführten Gestaltungsmerkmale vorteilhafte Weiterbildungen der Aufgabenlösung
darstellen.
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Der Gegenstand der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale
der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht in einfacher, sicherer,
störungsfreier und rationeller Weise das Heben, Verfahren und Absetzen von Holzbohlen,
wobei durch die günstige Ausbildung, Anordnung und Wirkungsweise der einzelnen Sauger
problemlos Holzbohlen mit unebenen Oberflächen, Astlöchern, Rissen, Verunreinigungen
und auch unterschiedlichen Stärken sowie teilweise übereinanderliegender Anordnung
erfaßt werden können.
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Da die einzelnen Sauger entsprechend der Bohlenstärke in sich höhenbeweglich
und durch eine kardanische Aufhängung auch nach allen Seiten beweglich vorgesehen
sind, können sich diese Sauger an jede Bohlenoberfläche für die Bildung eines wirksamen
Vakuums automatisch anpassen.
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Weiterhin sind die Sauger mit einem Dichtelement ausgestattet>
welches nur bei vollflächiger Auflage der einzelnen Sauger auf einer Bohle die Vakuumbildung
zuläßt und welches bei nicht vollflächiger Saugerauflage kein Vakuum entstehen läßt,
so daß dadurch die einzelnen Sauger entsprechend
ihrer Lage zur
Bohle wirksam oder nicht wirksam werden.
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Dieses Dichtelement ist in einem günstigen Verhältnis zur Vakuumkammer
jedes Saugelementes ausgerichtet, so daß durch den Saugstrom bei vollflächiger Auflage
die Bewegung in die Schließstellung ausgeschlossen und bei nicht vollflächiger Auflage
durch die zusätzlich angesaugte Fremdluft eine Bewegung in die Schließstellung bewirkt
wird.
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Für die Bewegung der Dichtelemente in die Offnungsstellung wird der
Saugkanal mit einer Druckluft beaufschlagt, durch die die Dichtelemente plötzlich
in die Kanal-Freigabesteilung zurückbewegt werden und für eine neue Vakuumbildung
in der erforderlichen Lage liegen. Gleichzeitig bewirkt diese Druckluft einen Reinigungseffekt,
da die Luft einerseits Verunreinigungen von den Bohlen wegbläst und gleichzeitig
ein den Saugkanal zur Bohlenseite hin überdeckendes, Verunreinigungen bei der Vakuumbildung
nicht in den Saugkanal hineinlassendes Sieb reinigt.
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Das Vakuum wird in vorteilhafter Weise durch den Einsatz einer Vakuumpumpe
geschaffen, die gegenüber den herkömmlichen Einrichtungen eine höhere Vakuumleistung
erbringt und in Verbindung mit der Saugerausführung einen verbesserten Nutzwert
schafft. Die Vakuumleistung liegt etwa bei 0,7 bis 0,8 kp/cm2.
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Weiterhin werden die die Saugeinheit höhenbewegenden Führungssäulen
in günstiger Weise als Vakuumkammern ausgenutzt, so daß zusätzliche Vakuumbehälter
entfallen.
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Aufgrund der Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel
gemäß der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht
einer Vorrichtung zum Heben und Verfahren von Bohlen mit einer aus Saugern gebildeten
Saugeinheit; Fig. 2 einen teilweisen Längsschnitt durch einen Sauger; Fig. 3 eine
schematische Darstellung einer Vakuum-und einer Druckmediumeinrichtung, welche über
Leitungen unter Zwischenschaltung von Ventilen an die Saugeinheit angeschlossen
sind.
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Mit 10 ist eine aus einer Vielzahl an Saugern 11 gebildete Saugeinheit
einer Vorrichtung (Anlage) zum Heben und Verfahren von flächigen Werkstücken, insbesondere
Holzbohlen 12, bezeichnet. Diese Saugeinheit 10 ist an Führungen 13 motorisch höhenbewegbar
und an weiteren Führungen 14 mittels eines Wagens (einer Laufkatze) 15 motorisch
in waagerechter Ebene verfahrbar.
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Jeder Sauger 11 besitzt ein Saugelement 16 aus einem flexiblen und/oder
elastischen Material, wie Gummi, Kunststoff od. dgl., und ist an einer druckbelasteten,
mit einer zentralen Vakuumerzeugereinrichtung 17, 18 und einer Druckmediumeinrichtung
19, 20 mittelbar verbundenen Höhenführung 21 kardanisch aufgehängt.
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Die Höhenführung 21 ist von einer Hohlstange oder einem Rohr gebildet,
so daß durch die-gesamte Länge der Höhenführung 21 ein Kanal 22 (Leitung) für das
Druck- und Saugmedium vorhanden ist, welcher über Schlauchleitungen 23, 24 an die
gemeinsame Vakuumerzeuger- und Druckmediumeinrichtung 18, 20 angeschlossen ist.
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Jede rohrförmige Höhenführung 21 ist in einem Halter 25 höhenverschiebbar
geführt und mit diesem Halter 25 ist jede Höhenführung 21 an Trägerholmen 26 gelagert.
Dabei nimmt jeder Trägerholm 26 mehrere Halter 25 mit je einem Sauger 11 in Holm-Längsrichtung
verstellbar auf und jeder Trägerholm 26 lagert in einem bügelförmigen Träger 27.
Zu der Saugeinheit 10 gehören mehrere Träger 27, die wiederum quer zur Längsrichtung
des Holmes 26 verstellbar an Trägern 28 lagern, welche an den aufrechten, von Säulen
gebildeten Höhenführungen 13 befestigt sind. Die Verstellung der Halter 25 und der
Träger 27 erfolgt stufenlos.
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Am unteren Ende der Höhenführung 21 ist eine Verbindungshülse 29 durch
Schrauben befestigt und am oberen Ende der Höhenführung 21 lagert ein Widerlager-
und Schlauchleitungs-Anschlußstück 30. Zwischen Halter 25 und Widerlager 30 und
zwischen Halter 25 und Verbindungshülse 29 ist um die Höhenführung 21 jeweils eine
Druckfeder (Schraubenfeder) 31 angeordnet, die sich an den zugehörigen Teilen 25
und 30 bzw. 25 und 29 abstützen und die Druckbelastung auf die Höhenführung 21 ausüben
sowie deren Höhenverschiebung nach oben und unten zulassen.
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Das Saugelement 16, welches eine beliebige Grundform haben kann, vorzugsweise
von einem Saugnapf gebildet ist, ist an einer Haltehülse 32 auswechselbar festgelegt
und diese Haltehülse -32 ist wiederum auf eine Verbindungshülse 33 aufgeschraubt,
die koaxial zu der Verbindungshülse 29 unterhalb derselben liegt. Beide Verbindungshülsen
29, 33 werden von einer elastischen Manschette 34 aus Gummis Kunststoff od. dgl.
umfaßt und mit Abstand zueinander (übereinander) verbunden. Diese beiden Hülsen
29, 33 bilden mit der Maschette 34 die kardanische Aufhängung für das Saugelement
16, welches sich durch diese kardanische Halterung nach allen Seiten hin und auch
in Höhenrichtung gegenüber der Höhenführung 21 bewegen und auf die jeweilige Bohle
12 einstellen kann. Der Kanal 22 der Höhenführung 21 setzt sich auch in der unteren
Verbindungshülse 33 fort und ist an seinem unteren Ende zu einem Schließsitz 35
erweitert, mit dem ein in den Saug- und Druckmediumkanal 22 eingesetztes Dichtelement
36 zusammenwirkt.
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Anstelle der Manschette 34 als elastisches Kardanglied kann auch eine
Feder vorgesehen sein> die den Sauger 16 mit den beiden Hülsen 32, 33 gegenüber
der oberen Verbindungshülse 22 und dem Holm 21 nach allen Seiten hin beweglich und
auf die Bohlenfläche einrichtbar hält.
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Das Dichtelement 36 ist in bevorzugter Weise von einer Kugel gebildet.
Bei weiteren nicht dargestellten Ausfthrungen ist das Dichtelement 36 auch als Kegel,
Teller od. dgl. ausführbar. Der Schließsitz 35 wird von einer sich nach unten hin
erweiternden Kegelfläche gebildet, gegen die die Kugel 36 abdichtend anliegt bzw.
mit Abstand dazu unter Bildung eines Durchfluß-Ringraumes liegt.
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Bei der Ausführung des Dichtelementes 36 als Kegel oder Teller ist
der Schließsitz 35 entsprechend als im Kegelwinkel abweichende Kegelfläche oder
als plane Anlagefläche ausgeführt.
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Auch besteht die Möglichkeit, den Schließsitz 35 im oberen Endbereich
des Holmes 21 vorzusehen, so daß dann das Dichtelement 35 im oberen Endbereich des
Holmes 21 zur Wirkung kommt und somit einen größeren, in Höhenrichtung verlaufenden
Bewegungsweg für das Verschließen und Freigeben des Kanales 22 hat. Dieses weitere
Ausführungsbeispiel ist in Fig. 2 in strich-punktierten Linien dargestellt. Hierbei
verläuft dann der Kanal 22 auf der gesamten Länge und auch innerhalb der Hülse 33
mit gleich großem Querschnitt, der etwas größer ist als der größte Durchmesser des
Dichtelementes 35.
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Die Verbindung zwischen Kanal 22 und dem vom Saugelement 16 gebildeten
Vakuumraum 16a wird durch mehrere Löcher 37 (Bohrungen, Schlitze od. dgl.) im Boden
der topfartigen Haltehülse 32 geschaffen und diese Löcher 37 sind von einem unter
dem Boden liegenden und an der Haltehülse 32 auswechselbar befestigten Sieb 38 überdeckt.
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Die Vakuumerzeugungseinrichtung ist von einer Saugpumpe 17 und einem
Vakuumbehälter 18 gebildet, wobei in vorteilhafter Weise als Vakuumbehälter 18 die
von innen hohlen Säulen gebildeten Führungen 13 benutzt werden, so daß an diese
Säulen 13 die Vakuumpumpe 17 angeschlossen wird. Die Druckmediumerzeugereinrichtung
ist von einer Druckpumpe 19 und einem Druckbehälter 20 gebildet. Als Drudkmedium
wird durch die Pumpe 19 in den Behälter 20 Druckluft hineingebracht. In beide von
den Säulen 13 bzw. von dem Druckluftbehälter 20 zu der Saugeinheit 10 verlaufenden
Leitungen 23, 24 ist jeweils ein Ventil 39, 40 eingesetzt.
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Beide Ventile 39>40 sind über elektrische Schalt-und Steuereinrichtungen
wechselweise und in Abhängigkeit voneinander in ihrer Wirkstellung steuerbar.
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An den Säulen 13 sind Zahnstangen (nicht dargestellt) befestigt, mit
denen motorisch angetriebene, im Bereich-der Führungen 14 gelagerte Zahnräder zusammenwirken,
so daß durch diesen Zahnrad-Zahnstangen-Antrieb die Höhenverfahrbarkeit der Säulen
13 mit Saugeinheit 10 erfolgt.
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Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist folgende: Die Saugeinheit
10 wird durch den Laufwagen 15 über einen Bohlenstapel gefahren. Der Bohlenstapel
setzt sich aus mehreren übereinanderliegenden Schichten aus jeweils mehreren nebeneinander-liegenden
Bohlen 12 zusammen. Danach wird die Saugeinheit 10 durch die Säulen 13 nach unten
verfahren, und zwar soweit, bis sich die Saugelemente 16 auf die Bohlen 12 aufsetzen.
Hierbei werden die Höhenführungen 21 der Saugelemente 16, die sich auf einer Bohle
12 abstützen, entgegen der Federkraft 31 um ein geringes Maß nach oben verfahren,
so daß bei Bohlenunebenheiten auch alle Sauger 16, die im Bereich einer Bohle 12
bzw. der Bohlen 12 liegen, auf die Bohlen 12 aufgedrückt werden. Es ist somit durch
die federnde Höhenverschiebbæbarkeit der Saugelemente 16 ein automatischer Höhenausgleich
möglich, was bei unterschiedlich dicken Bohlen 12, bei Unebenheiten in den Bohlen
12, bei in sich verzogenen Bohlen 12 und auch bei überlappt liegenden (teilweise
übereinanderliegenden) Bohlen 12 eine Anlage der Saugelemente 16 an der Bohlenfläche
gewährleistet.
Gleichzeitig wird durch die kardanischen Aufhängung der einzelnen Saugelemente 16
eine zusätzliche Feineinstellung der Saugelementanlage an der Bohlenfläche erreicht,
da durch die kardanische Aufhängung eine zusätzliche Höheneinstellung und auch eine
Anpassung an Schrägflächen der Bohlen möglich ist, da sich dann die Saugelemente
16 entsprechend der Bohlenstärke oder -flächenform höhenmäßig anpassen und schrägsetzen.
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Nun wird durch die Saugpumpe 17 und die Vakuumbehälter (13) 18 in
jedem Holmkanal 22 ein Saugstrom erzeugt.
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Hierbei ist das Ventil 39 geöffnet und das Ventil 40 geschlossen worden.
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Durch den Saugstrom wird nun die in der Saugelementkammer 16a zwischen
Saugelement 16 und Bohlenfläche befindliche Luft durch das Sieb 38, die Löcher 37
in den Kanal 22 gesogen. Liegt nun das Saugelement 16 vollflächig auf einer Bohle
12 auf, d.h., das Saugelement 16 erstreckt sich mit seinem gesamten Umfang im Bereich
der Bohlenfläche, dann kann keine Fremdluft in den Kanal 22 mit angesaugt werden
und es entsteht in der Kammer 16a ein Vakuum. Bei allen Saugelementen 16, die vollflächig
auf einer in sich geschlossenen Bohlenfläche aufliegen,wird ein Vakuum erzeugt und
bei allen anderen Saugelementen 16, die nur teilweise auf einer Bohlen fläche aufliegen
oder aber auf zwei benachbarten, zwischen sich einen Schlitz bildenden Bohlen 12
aufliegen, kann kein Vakuum erzeugt werden, da Fremdluft mit angesaugt wird und
somit diese Saugelemente wirkungslos bleiben.
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Die Schaffung des Vakuums bzw. die Nichtschaffung des Vakuums wird
nunmehr genauer erläutert.
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Bei vollflächiger Saugelementauflage auf einer Bohle 12 wird also
durch den Saugstrom die Luft aus der Kammer 16 herausgezogen, da keine Fremdluft
mit angesaugt wird.
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Hierbei liegt das Dichtelement 36 in der in Fig. 2 im unteren Bereich
gezeigten Offnungsstellung, so daß der Saugstrom zwischen Dichtelement 36 und Schließsitz
35 hindurch in den KanaL 22 strömen kann. Die Dichtkugel 36 verbleibt während der
gesamten Dauer des Vakuums in der Uffnungsstellung. Um das Vakuum schaffen zu können
und um zu vermeiden, daß die Dichtkugel 36 durch den Saugstrom in die Schließstellung
bewegt wird, muß das Volumen in der Kammer 16a und das Gewicht des Dichtelementes
36 so aufeinander abgestellt werden, daß bei voller Auflage des Saugelementes 16
auf der Bohlenfläche der Saugstrom in seiner Strömungsstärke und -geschwindigkeit
so gering ist, daß er das Dichtelement 36 nicht in die Schließstellung mitnehmen
kann. Somit darf der zwischen Dichtelement 36 und Schließsitz 35 hindurchströmende
Saugstrom durch seine Stärke und 6éschwindigkeit nicht das Gewicht des Dichtelementes
36 übertreffen - er muß also immer kleiner als das Dichtelementgewicht sein.
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Bei nicht vollflächiger Auflage des Saugelementes 16 auf der Bohlenfläche
wird durch die mitangesogene Bemdluft, die zwischen Bohlenkante und Saugelementrand
von unten in die Kammer 16a ständig mit angesogen wird, der Saugstrom in seiner
Kraft und Geschwindigkeit größer als das Gewicht des Dichtelementes 36 und somit
wird dieses Dichtelement 36 durch den Saugstrom mit nach oben in die Schließstellung
mitgenommen- Das Dichtelement 36 legt sich dann abdichtend an den Schließsitz 35
aN und wird durch den Saugstrom im Kanal 22 in dieser Schliestellung gehalten, so
daß in der Kammer 16a kein Vakuum erzeugt wird und dieses Saugelement
wirkungslos
bleibt.
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Da die Saugeinheit 10 mit einer Vielzahl an Saugelementen 16 ausgestattet
ist, wird gewährleistet, daß immer eine ausreichende Zahl als Sauger 16 wirksam
werden, d.h. unter Vakuum stehen und somit die Bohlen 12 für das Anheben und den
Transport halten. Die Saugeinheit 10 hat beim Ausfall einzelner Sauger 16 praktisch
bzw. ca. 50 % an Saugern 16 immer noch ihre voll Wirsamkeit.
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Nachdem das Vakuum in den wirksamen Saugern 16 geschaffen worden ist,
fährt die Saugeinheit 10 durch die Säulen 13 nach oben in die erforderliche Höhe
und wird dann durch die Laufkatze 15 an den gewünschten Ablageort verfahren. Nun
erfolgt das Ablegen der Bohlen 12, indem das Vakuum aufgehoben wird. Dieses geschieht
dadurch, daß das Saugleitungsventil 39 geschlossen wird, dadurch der Saugstrom in
den Kanälen 22 in seiner Kraft vermindert wird und danndie Bohlen 12 durch ihr Gewicht
von den Saugelementen 16 nach unten abfallen können. Hierbei wird durch den in den
Kanälen 22 noch vorhandenen Saugstrom jede bisher in öffnungsstellung befindliche
Dichtkugel 36 in die Schließstellung gebracht. Nun verfährt die Saugeinheit 10 wieder
zu dem Bohlenstapel zurück, um neue Bohlen 12 aufzunehmen.
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Nunmehr wird das Druckleitungsventil 40 geöffnet, so daß Druckluft
in die Kanäle 22 einströmt. Durch die Druckluft werden die Dichtkugeln 16 ruckartig
in die Uffnungsstellung gedrückt. Die dann nach unten aus den Saugern 16 ausströmende
Druckluft bewirkt einerseits eine Reinigung des Siebes 38 und andererseits werden
durch diese Druckluft
Verunreinigungen von der Bohlenfläche weggeblasen,
so daß im Bereich jedes Saugers 16 die Bohlen 12 von Schmutz, Spänen, Rindenteilen
od. dgl. weitestgehend automatisch beim Aufsetzen der Sauger 16 auf die Bohlen 12
gesäubert werden. Doch noch verbleibende Unreinigungen werden durch das Sieb 38
beim nachfolgenden Vakuumbilden gegen Eindringen in den Kanal 22 gehindert und die
sich daran bzw. darin festsetzenden Verunreinigungen beim nachfolgenden Druckluftausblasen
wieder weggespült.
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Sind die Kugeln 36 durch die Druckluft in die offnungsstellung gebracht
worden und haben die Sauger 16 auf den Bohlen 12 aufgesetzt, erfolgt automatisch
die Umschaltung der Ventile 40, 39, indem das Druckventil 40 geschlossen und das
Saugventil 39 geöffnet wird, so daß ein neues Vakuum für das Anheben der Bohlen
12 erzeugt wird.
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Die Saugelement 16 können neben der kreisrunden Grundform auch eine
ovale, eine rechteckige oder quadratische, polygonale oder länglich (insbeeondere
für Leisten) Grundform haben.