DE3228040C1 - Sauggreifeinrichtung - Google Patents

Description

• Dieser Nachteil tritt auch dort insbesondere in Erscheinung, wo aus einem porösen Material bestehende oder mit Perforationen versehene Stückgüter gehandhabt werden, da dann der Saugluftkanal in der Ansaugphase ständig in einer entsprechend offenen Verbindung mit der Umgebungsluft steht. Wenn daher in diesem Fall die durch den Venturiaufsatz erzeugte Saugkraft nicht genügend hoch ist, um an dieser offenen Verbindung für einen entsprechenden Druckausgleich zu sorgen, dann ist die Haltekraft. der Sauggreifeinrichtung unzureichend und das Stückgut löst sich vorzeitig von dem Saugnapf. Da solche Sauggreifeinrichtungen zur Ermöglichung einer Handhabung auch größerflächiger Stückgüter meistens zu mehreren an einem gemeinsamen Bedienungsorgan angeordnet sind, tritt dann eine entsprechende Vervielfachung dieser Nachteile auf. Da dabei diese Nachteile auch in unterschiedlichen Zeitfolgen an den einzelnen Sauggreifeinrichtungen eines solchen gemeinsamen Bedienungsorgans auftreten können, ist dessen sichere Arbeitsweise nur so lange gewährt, bis eine erste dieser zahlreichen Sauggreifeinrichtungen ausfällt, worauf dann sämtliche Sauggreifeinrichtungen zur Wiederherstellung dieser ursprünglichen Sicherheit überholt werden müssen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sauggreifeinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die unter Verwendung einer externen Saugluftquelle, wie einer Vakuumpumpe, eine einfachere Fertigungsmöglichkeit ergibt und eine zuverlässigere Betätigung ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Sauggreifeinrichtung der eingangs angegebenen Gattung dadurch gelöst, daß das Einwegventil durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung gebildet ist, bei welcher der längs des Zylinders durch den Saugdruck entgegen der Kraft der Feder bewegliche Kolben mindestens eine in der Verbindung zu dem Arbeitskanal ausgebildete Drossel steuert. Die Drossel ist dabei zweckmäßig durch zwei aufsteuerbare Durchlaßöffnungen in der Wand des hohl ausgebildeten Kolbens und in der Wand eines in dem Hohlraum des Kolbens angeordneten hohlen Einsatzkörpers gebildet, dessen Hohlraum eine Teillänge des an den Innenraum des Saugnapfes angeschlossenen Arbeitskanals bildet.
• Aus der DD-PS 75 970 ist für eine gattungsähnliche Sauggreifeinrichtung eine durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung gebildete Überlastsicherung bekannt, bei welcher der mit einer Längsbohrung an den Saugluftkanal angeschlossene Kolben federnd so gelagert ist, daß er bei einer Überlast gegen die Kraft der Feder bewegt und dadurch dann der Saugluftkanal belüftet wird.
• Die erfindungsgemäße Sauggreifeinrichtung erfährt über den Saugluftkanal einen ständigen Anschluß beispielsweise an eine Vakuumpumpe, womit der Saugluftkanal stomaufwärts von der Drossel so lange leergesaugt bleibt, bis der Saugnapf auf die Oberfläche eines zu handhabenden Stückgutes aufgesetzt wird. Die Drossel ist bis zu diesem Zeitpunkt durch die den Kolben der Kolben-Zylinder-Anordnung belastende Feder geschlossen und wird dann durch Störung des Kräftegleichgewichts augenblicklich geöffnet, so daß der Saugnapf dann sofort an der Oberfläche des Stückgutes anhaftet. Soll der Saugnapf wieder gelöst werden, dann muß nur die Zuführung der Saugluft kurzfristig unterbrochen werden, so daß die Feder den Kolben wieder in seine Ausgangslage bringen kann.
• Durch die Gleitführung des Kolbens an dem Zylinder wird dabei ein Vordringen von Schmutzteilchen in den Saugluftkanal verhindert, während gleichzeitig mit bestimmten, empirisch zu ermittelnden Formgebungen der die Drossel ergebenden Durchlaßöffnungen die Ansprechempfindlichkeit der Sauggreifeinrichtung verbessert werden kann.
• Eine weitere Verbesserung dieser Ansprechempfindlichkeit kann damit erreicht werden, wenn nach den Ansprüchen 3 bis 6 noch wenigstens eine zweite und vorzugsweise auch eine dritte Drossel stromabwärts von dieser einen Drossel vorgesehen werden, deren Verwirklichung ohne einen größeren Konstruktionsaufwand möglich ist. Auch die nach dem Anspruch 7 zweckmäßig verwirklichte Entlüftungsbohrung fördert diese Ansprechempfindlichkeit, während die Ausgestaltung nach dem Anspruch 8 neben einem einfachen Zusammenbau der einzelnen Bauteile der Sauggreifeinrichtung deren periodische Säuberung erleichtert.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Sauggreifeinrichtung mit nur einer Drossel gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Sauggreifeinrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
• Die Sauggreifeinrichtung gemäß Fig. 1 umfaßt ein Gehäuse 1, an dessen unterem Ende ein gummielastischer Saugnapf 2 befestigt ist. Eine Teillänge dieses Gehäuses 1 bildet einen Zylinder 3, der eine Gleitführung für einen hohl ausgebildeten Kolben 4 ergibt. Der Kolben 4 ist zweckmäßig mit wenigstens einem Kolbenring für eine abdichtende Anlage an dem Zylinder 3 versehen. Der Zylinder 3 und der Kolben 4 bilden ein Einwegventil, das zur Steuerung einer Drossel angeordnet ist. Die Drossel wird durch eine erste Durchlaßöffnung 5 in der Wand 6 des Kolbens 4 und durch eine zweite Durchlaßöffnung 7 in der Wand eines in dem Hohlraum des Kolbens 4 angeordneten hohlen Einsatzkörpers 8 gebildet, dessen an dem oberen Ende dieses Einsatzkörpers 8 geschlossener Hohlraum 9 eine Teillänge eines an den Innenraum 10 des Saugnapfes 2 angeschlossenen Arbeitskanals bildet. Der Einsatzkörper 8 ist mit einem Ringflansch 11 versehen, der an dem mit einem Außengewinde 12 versehenen unteren Ende des Gehäuses 1 stirnseitig anliegt, so daß der Einsatzkörper 8 und damit auch der auf dessen unteres Ende aufgeschobene Saugnapf 2 mittels Überwurfmutter 13 an dem Gehäuse 1 befestigt werden können.
• An dem Kolben 4 greift eine Zugfeder 14 an, so daß der Kolben 4 durch diese Feder in die in F i g. 1 gezeichnete Hochlage vorgespannt wird. In dieser Hochlage des Kolbens 4 ist die aus den Durchlaßöffnungen 5 und 7 gebildete Drossel zugesteuert, so daß der eine Teillänge des Arbeitskanals bildende Hohlraum 9 des ebenfalls einer Gleitführung für die Wand 6 des Kolbens 4 dienenden Einsatzkörpers 8 gegen einen Saugluftkanal 15 des Gehäuses 1 abgeschlossen ist.
• Über diesen Saugluftkanal 15 wird die Sauggreifeinrichtung an eine Vakuumpumpe angeschlossen, deren Saugdruck mithin der Kraft der Zugfeder 14 entgegenwirkt, so daß diese Feder für diese anfängliche Zusteuerung der Drossel entsprechend stark ausgelegt werden muß. Da der Saugdruck ständig innerhalb des lichten Raumes wirkt, der von dem Zylinder 3, dem Kolben 4 und dem Einsatzkörper 8 begrenzt wird, wird die aus den beiden Durchlaßöffnungen 5 und 7 gebildete Drossel sofort dann aufgesteuert, wenn der Saugnapf auf die Oberfläche eines flächigen Stückgutes aufgesetzt wird, weil dann der Hohlraum 9 des Einsatzkörpers 8 eine Abdichtung gegenüber dem Umgebungsdruck erfährt und damit an einer für die Gleitführung der Wand 6 des Kolbens 4 an dem Einsatzkörper 8 zweckmäßig vorgesehenen Leckstelle ein Druckausgleich zu Gunsten des in der Saugluftleitung 15 wirkenden Saugdruckes stattfindet, der den Kolben 4 entgegen der Kraft der Zugfeder 14 nach unten bewegt Durch die Ausbildung des Kolbens 4 als Stufenkolben wird diese Abwärtsbewegung gefördert. Wird die Zuführung der Saugluft über die Saugluftleitung 15 temporär unterbrochen, dann zieht die Zugfeder 14 den Kolben 4 wieder in die Hochlage, so daß dann der Saugnapf 2 von der Oberfläche des Stückgutes gelöst werden kann Bei der Sauggreifeinrichtung gemäß F i g. 1 kann die Zugfeder 14 auch durch eine Druckfeder ersetzt sein.
• Anstelle von nur zwei Durchlaßöffnungen können in den Wänden des Kolbens 4 und des Einsatzkörpers 8 auch noch mehr Durchlaßöffnungen in einer gleichen oder auch unterschiedlichen Wirkung als weitere Drosseln vorgesehen sein. Die für den Zylinder 3, den Kolben 4 und den Einsatzkörper 8 für eine exakte Steuerung der Drossel gewählten Passungstoleranzen können auf die Höhe des zur Verfügung stehenden Saugdruckes im Zusammenwirken mit der Federkonstante der Zugfeder 14 festgelegt werden. Die an dem Einsatzkörper 8 verwirklichte Gleitführung des Kolbens 4 stellt dabei sicher, daß in die Saugluftleitung 15 keine Schmutzteilchen vordringen können, während es andererseits die Überwurfmutter 13 ermöglicht, daß die Sauggreifeinrichtung leicht zusammengebaut und für Säuberungszwecke zerlegt werden kann. Dabei können auch unterschiedliche Durchmesserverhältnisse des Kolbens 4 und des Einsatzkörpers 8 verwirklicht werden, um eine auf unterschiedliche Arbeitsdrücke ausgelegte Serienfertigung dieser Sauggreifeinrichtung bereitzustellen.
• Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Auch diese Sauggreifeinrichtung umfaßt daher ein Gehäuse 1, das in diesem Fall mit einer Entlüftungsbohrung 16 versehen ist und eine von der Ausführungsform gemäß F i g. 1 abweichendes Befestigungsorgan aufweist, mittels welchem die Sauggreifeinrichtung zusammen mit weiteren Einrichtungen zu einem gemeinsamen Bedienungsorgan befestigt werden kann In weiterer Abweichung ist der Kolben 4 durch eine Druckfeder 17 vorgespannt, wobei seine in F i g. 2 gezeichnete Relativlage zu dem Zylinder 3 die Stellung angibt, in welcher die durch die Durchlaßöffnungen 5 und 7 gebildete Drossel aufgesteuert ist Die Sauggreifeinrichtung in der Ausführungsform gemäß Fig.2 ergibt gegenüber der Einrichtung nach F i g. 1 eine größere anfängliche Ansprechempfindlichkeit und auch eine verbesserte Haftfähigkeit bezüglich poröser Materialien oder auch mit Perforationen versehener Stückgüter, weil hierbei der Saugdruck eine feinstufigere Nachregelung erfährt. Diese Vorteile sind insbesondere für eine Mehrfachanordnung solcher Sauggreifeinrichtungen an einem gemeinsamen Bedienungsorgan für die Handhabung größerflächiger Stückgüter wichtig und lassen sich damit erzielen, daß bei der Sauggreifeinrichtung gemäß Fig.2 außer der durch die Durchlaßöffnungen 5 und 7 gebildeten Drossel noch zwei weitere Drosseln vorhanden sind, deren Steuerung in Abhängigkeit von dem in dem Saugluftkanal 15 vorherrschenden Saugdruck konstruktionsgebunden beeinflußbar ist So wird eine zu dieser einen Drossel stromabwärts vorgesehene zweite Drossel durch eine topfförmig ausgebildete Ventilhülse 18 gebildet, die mit einer größeren Passungstoleranz in den Hohlraum 9 des Einsatzkörpers 8 eingesetzt ist und die durch eine zweite Druckfeder 19 entgegen dem Saugdruck so belastet wird, daß sich im Zusammenwirken dieser Ventilhülse 18 und der in dem Einsatzkörper 8 ausgebildeten Durchlaßöffnung 7 der ersten Drossel diese zweite Drossel ergibt. Die Wirkung dieser zweiten Drossel kann hierbei über eine geeignete Wahl der Federkonstante der Druckfeder 19, die auch als Zugfeder angeordnet sein kann, über eine geeignete Wahl der Passungstoleranz zwischen der Ventilhülse 18 und der umgebenden Wand des Hohlraumes 9 des Einsatzkörpers 8, über die Länge der Ventilhülse 18 und über die Ausbildung der Durchlaßöffnung 7 sowie das Verhältnis der Federkonstanten der Federn 17 und 19 usw. beeinflußt werden. Durch die Ventilhülse 18 wird gleichzeitig eine dritte Drossel bereitgestellt, indem diese Ventilhülse an ihrem geschlossenen Ende eine Auslaßöffnung 20 aufweist, die durch die umgebende Wand des Hohlraumes 9 des Einsatzkörpers 8 eine Überdeckung erfährt. Die Wirkung dieser dritten Drossel ist damit im wesentlichen unmittelbar abhängig von der Wirkung der zweiten Drossel und läßt sich über die Formgebung der Auslaßöffnung 20 beeinflussen.
• Diese kombinatorische Wirkung der zweiten und der dritten Drossel ist dabei auch noch abhängig von dem Gewicht der Ventilhülse 18, so daß es sich als zweckmäßig erweist, diese Ventilhülse entsprechend dünnwandig auszubilden und sie aus einem Leichtmetall oder aus Kunststoff zu fertigen.
• Bei einer praktischen Erprobung der Sauggreifeinrichtung gemäß F i g. 2 wurden an einem gemeinsamen Bedienungsorgan insgesamt 24 Einrichtungen für eine Handhabung entsprechend großflächiger Stückgüter angeordnet. Die einzelnen Konstruktionsteile der Sauggreifeinrichtung waren dabei so ausgeführt, daß beim Anhaften des Saugnapfes 2 an der Oberfläche der Stückgüter die gleich großen Durchlaßöffnungen 5 und 7 der ersten Drossel axial ausgerichtet waren, der obere Rand der Ventilhülse 18 im wesentlichen bündig mit dem Rand eines im Durchmesser etwas kleineren Abschnittes der Durchlaßöffnung 7 angeordnet war und eine solche bündige Anordnung auch für die Auslaßöffnung 20 der dritten Drossel eingehalten wurde. Diese 24 Sauggreifeinrichtungen wurden an eine Vakuumpumpe angeschlossen, und es wurde dann untersucht, wie groß die Haltekraft bzw. der Saugdruck dieser Gesamtanordnung unter der Voraussetzung ist, daß an einer wechselnden Anzahl der einzelnen Sauggreifeinrichtungen die Haltekraft durch das Vorhandensein von Perforationen in dem von dem jeweiligen Saugnapf überdeckten Teilbereich der Oberfläche des Stückgutes vorhanden waren. Diese Untersuchung hat zur Ermittlung einer linear abfallenden Druckverlustkurve geführt, gemäß der bei einer vollen Wirkung aller 24 Einrichtungen etwa 90% des mittels der Vakuumpumpe bereitgestellten Saugdruckes zur Erzeugung einer Haltekraft von etwa 105 N pro Einrichtung und bei einer durch solche Perforationen geschwächten Wirkung der Hälfte dieser 24 Einrichtungen immerhin noch etwa 82% des Saugdruckes zur Erzeugung einer Haltekraft von etwa 120 N pro Einrichtung gemessen wurden. Diese Meßwerte bzw. eine solche lineare Druckverlustkurve liegen damit wesentlich günstiger als bei den bekannten Sauggreifeinrichtungen, womit es andererseits auch möglich ist, schwächere Vakuumpumpen einzusetzen.

Claims (8)

1. Patentansprüche: 1. Sauggreifeinrichtung zum Anheben und Halten von flächigen Stückgütern, wie Blechtafeln, Kartons u. dgl., mit einem an einen Saugluftkanal angeschlossenen gummielastischen Saugnapf und einem in dem Saugluftkanal angeordneten und durch eine Feder entgegen dem Saugdruck belasteten Einwegventil, durch das die Verbindung zwischen dem Saugluftkanal und einem in dem Innenraum des Saugnapfes mündenden Arbeitskanal steuerbar ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Einwegventil durch eine Kolben-Zylinder-Anordnung (3, 4) gebildet ist, bei welcher der längs des Zylinders (3) durch den Saugdruck entgegen der Kraft einer Feder (14) bewegliche Kolben (4) mindestens eine in der Verbindung zu dem Arbeitskanal (9) ausgebildete Drossel (5,7) steuert.
2. 2. Sauggreifeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel . durch zwei aufsteuerbare Durchlaßöffnungen (5, 7) in der Wand (6) des hohl ausgebildeten Kolbens (4) und in der Wand eines in dem Hohlraum des Kolbens angeordneten hohlen Einsatzkörpers (8) gebildet ist, dessen Hohlraum (9) eine Teillänge des an den Innenraum (10) des Saugnapfes (2) angeschlossenen Arbeitskanals bildet
3. 3. Sauggreifeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Hohlraum (9) des Einsatzkörpers (8) eine durch eine zweite Feder (19) entgegen dem Saugdruck belastete Ventilhülse (18) eingesetzt ist, durch die eine stromabwärts von der ersten Drossel (5, 7) vorgesehene zweite Drossel steuerbar ist
4. 4. Sauggreifeinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Drossel durch die Ventilhülse (18) und durch die in dem Einsatzkörper (8) ausgebildete Durchlaßöffnung (7) der ersten Drossel gebildet ist.
5. 5. Sauggreifeinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhülse (18) topfförmig ausgebildet ist und an ihrem geschlossenen Ende eine Auslaßöffnung (20) aufweist, die bezüglich der umgebenden Wand des Einsatzkörpers (8) eine stromabwärts von der zweiten Drossel vorgesehene dritte Drossel bildet und die gemeinsam mit der zweiten Drossel durch die zweite Feder (19) in eine bezüglich des Innenraumes (10) des Saugnapfes (2) ungedrosselte Offenstellung vorgespannt ist
6. 6. Sauggreifeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilhülse (18) mit einer größeren Passungstoleranz nichtdichtend in den Hohlraum des Einsatzkörpers (8) eingesetzt ist
7. 7. Sauggreifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (3) der Kolben-Zylinder-Anordnung (3, 4) mit einer mit dem Verdrängungsraum des Kolbens (4) verbundenen Entlüftungsbohrung (16) versehen ist
8. 8. Sauggreifeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper (8) und der Saugnapf (2) durch eine gemeinsame Überwurfmutter (13) an dem Zylinder (3) der Kolben-Zylinder-Anordnung (3, 4) gehalten sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Sauggreifeinrichtung zum Anheben und Halten von flächigen Stückgütern, wie Blechtafeln, Kartons u. dgl., mit einem an einen Saugluftkanal angeschlossenen gummielastischen Saugnapf und einem in dem Saugluftkanal angeordneten und durch eine Feder entgegen dem Saugdruck belasteten Einwegventil, durch das die Verbindung zwischen dem Saugluftkanal und einem in dem Innenraum des Saugnapfes mündenden Arbeitskanal steuerbar ist.

   Bei einer aus der DE-OS 2248 930 bekannten Sauggreifeinrichtung der vorgenannten Art wird der in dem Saugluftkanal wirkende Saugdruck durch einen integrierten Venturiaufsatz erzeugt, der eine Venturidüse aufweist, die in eine mit dem Saugluftkanal verbundene und an eine Druckluftzuführung angeschlossene Querbohrung eingesetzt ist. Das in dem Saugluftkanal angeordnete Einwegventil ist durch eine Ventilkugel kleineren Durchmessers gebildet, die durch eine Druckfeder gegen einen aus einem O-Dichtungsring gebildeten Ventilsitz angedrückt wird. Unter der Wirkung des Saugdruckes wird diese Ventilkugel gegen die Kraft ihrer Feder von dem Ventilsitz angehoben, womit eine Verbindung zu dem in dem Innenraum des Saugnapfes mündenden Arbeitskanal hergestellt ist. Bei der bekannten Sauggreifeinrichtung ist mit diesem Arbeitskanal eine zweite Querbohrung verbunden, die abwechselnd zu dem Venturiaufsatz an die Druckluftzuführung angeschlossen werden kann und in der ein zweites Einwegventil angeordnet ist, das ebenfalls durch eine Ventilkugel gebildet ist, die durch eine der Druckluft entgegenwirkende Druckfeder gegen einen als Ventilsitz dienenden O-Dichtungsring angedrückt wird.

   Wenn die Zuführung der Druckluft auf diese zweite Querbohrung umgesteuert wird, dann unterbleibt die durch den Venturiaufsatz vermittelte Zuleitung von Saugluft an den Saugluftkanal, so daß das in dem Saugluftkanal angeordnete erste Einwegventil nunmehr schließt, während gleichzeitig das zweite Einwegventil geöffnet wird. Die Druckluft wird daher über den Arbeitskanal in den Innenraum des Saugnapfes zugeführt und verdrängt dort die Saugluft, die in der anderen Phase das Anhaften des Saugnapfes an einem flächigen Stückgut bewirkt hat, so daß sich der Saugnapf jetzt von diesem Stückgut löst Durch die Auswahl von Druckluft sowohl für das Bewirken einer Haftverbindung des Saugnapfes mit der Oberfläche eines Stückgutes als auch für dessen Lösen benötigt die bekannte Sauggreifeinrichtung demnach einen besonderen Venturiaufsatz sowie zwei unterschiedlich gesteuerte Einwegventile, was die Fertigung dieser Einrichtungen verteuert. Die Ausbildung der Einwegventile als federbelastete Ventilkugeln, die mit einem O-Dichtungsring als Ventilsitz zusammenarbeiten, ergibt daneben eine größere Störanfälligkeit im Betrieb, wenn die Ventilsitze mit der Zeit verschleißen.

   Diese Störanfälligkeit wird auch dadurch gefördert, daß in der Ansaugphase Staub und Schmutz aus dem von dem Saugnapf umschlossenen Teilbereich der Oberfläche eines jeweils anzuhebenden Stückgutes in den Saugluftkanal angesaugt wird, so daß es darin durch Ablagerungen ziemlich rasch zu Verunreinigungen kommen kann, welche die Saugkraft beeinträchtigen.