DE3802620A1 - Greifvorrichtung mit elastischen baendern zum aufnehmen, transportieren und ablegen von stueckguetern, insbesondere sackware, mittels handhabungsautomaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Greifvorrichtungen mit elastischen Bändern zum Aufnehmen, Transportieren und Ablegen von Stückgütern, insbesondere Sack­ ware, mittels Handhabungsautomaten.

Das Greifen von forminstabilen Stückgütern ist mit gewissen Schwierigkeiten verbunden. Das Verpackungsmaterial kann z. B. porös sein (Jute) oder zu star­ ker Faltenbildung neigen. Der Einsatz eines Sauggreifers ist somit ausge­ schlossen, weil sich kein Vakuum aufbauen läßt. Weiterhin kann die Ver­ packung beim Anheben mittels Vakuumgreifer zerreißen.

Ein mechanisches Greifsystem umgeht diese Probleme. Allerdings ist auch hier eine Mindestanforderung an die Formstabilität des Stückgutes zu stellen. Zudem dürfen die Greiferkräfte nicht zu groß werden und das Gut beschädigen. Bei dem größten Teil der mechanischen Greifer ist seitlich neben dem abzulegenden Teil ein Freiraum für die wegschwenkenden Greifer­ finger zu schaffen.

Üblich ist für solche Handhabungsaufgaben der Einsatz von Vakuumgreifern, die direkt von oben mit ihrer Saugplatte auf das aufzunehmende Stückgut aufsetzen. Diese Greifer benötigen keinen seitlichen Platz. Es ist also möglich, daß Stückgut an einen Platz abzusetzen, der an allen 4 Sei­ ten begrenzt ist (z. B. von bereits abgelegten Stückgütern). Allerdings sind für diese Greiferart bestimmte Anforderungen an das Verpackungsma­ terial zu stellen.

Eine andere gängige Methode ist der Einsatz von mechanischen Greifern. Hierbei umfassen Greiferarme das Stückgut an zwei Schmalseiten. Das Gut wird entweder kraft- oder formschlüssig aufgenommen.

Beide dargestellten Methoden haften einige Nachteile an. So ist z. B. bei Sauggreifern auf ein luftundurchlässiges Verpackungsmaterial zu achten. Die Stückgutoberfläche muß glatt und eben sein. Außerdem dürfen sich nach dem Anheben keine Falten im Verpackungsmaterial bilden, durch die das Vakuum dann zusammenbricht. Die Verpackung muß genügend Festigkeit haben, so daß sie während des Greifens, Transportierens usw. nicht zerreißt und der Inhalt verschüttet wird.

Mechanisch arbeitende Greifer besitzen klappbare oder linear zustellbare Greiferarme, die das Stückgut umfassen. Dabei ist darauf zu achten, daß das Transportgut nicht beschädigt wird und trotzdem gegen Herausrutschen aus den Greifern gesichert ist. Eventuell kann es durch die Greiferarme zu Beschädigungen am Stückgut kommen. Der Hauptnachteil dieser Greifer besteht jedoch darin, daß zum Absetzen rings um das Stückgut ein Freiraum benötigt wird, damit die Greiferarme zurückklappen oder zurückfahren können. Ein Stapel, bei dem die einzelnen Güter (z. B. Säcke) dicht an dicht liegen, ist mit so einem Greifsystem nicht machbar.

Zwar gibt es einen mechanischen Greifer, der mit mechanischen Greifer­ armen arbeitet und trotzdem die Stückgüter (z. B. Säcke) dicht zusammen legen kann, so daß unerwünschter Leerraum beim Stapeln vermieden wird (Patentschrift DE 34 40 954 C2). Diese Greifvorrichtung arbeitet jedoch auch mit mechanischen Greifarmen. Diese Arme werden einmalig der unge­ fähren Stückgüterkontur angepaßt und verformen so das Transportgut gemäß Greiferkontur. Die federnden Greifarme gleichen zwar allzu große Form­ abweichungen aus, ansonsten muß sich aber das zu handhabende Gut in den Greifer einfügen.

Dieses Greifsystem hat nun den Nachteil, daß die Form der Greifarme, wenn sie einmal festgelegt ist, für die gesamte Produktpalette passen muß. An­ dernfalls wäre bei jedem Produktwechsel der Greifer neu anzupassen. Oder aber man wählt eine Greiferform, die für alle Produkte paßt, wobei sicher­ gestellt sein muß, daß auch wirklich alle Produkte sicher gegriffen und transportiert werden können. Außerdem kann es passieren, daß einzelne Greiferfinger anstatt das Stückgut zu umfassen, das Verpackungsmaterial beschädigen und somit der Inhalt verstreut wird.

Die Erfindung hat nun die Aufgabe, Stückgüter (insbesondere Sackware) zu greifen, zu transportieren und abzusetzen, ohne daß dabei besondere An­ forderungen an die Beschaffenheit des Verpackungsmaterials (wie z. B. Luftdurchlässigkeit, Ebenheit, keine Faltenbildung etc.) wie für Saug­ greifer gestellt werden müssen. Auch ist durch die Gestaltung der Greifer­ arme das Stückgut nicht zu beschädigen oder zu quetschen. Vielmehr sollen sich die Greiferarme der jeweiligen Gutform weitgehend anpassen. Auch muß beim Ablegen (z. B. beim Palettieren) der Zwischenraum zwischen den Einzel­ stücken gering bleiben. Für das Wegklappen oder Zurückfahren der Greifer­ arme darf kein Leerraum zwischen den abgelegten Teilen entstehen.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht, indem das zu handhabende Stückgut zwischen zwei elastische, vorgespannte Bänder aufgenommen wird. Die Bänder sind über klappbare Greiferfinger, die rechtwinklig zu den senk­ rechten Greiferarmen stehen, gespannt. Die Bandspannung wird über einen pneumat. o. ä. betätigten Aufwickelmechanismus aufgebracht. Zur Stückgut­ aufnahme ist der bewegliche Greiferarm pneumatisch (o. ä.) in Richtung des feststehenden Greiferarms zu verschieben. Dabei können wahlweise mehrere schmale Bänder oder ein, über die gesamte Greiferbreite gehendes Band eingesetzt werden.

Da das Stückgut nun zwischen zwei elastischen Bändern aufgenommen ist, passen sich die Bänder immer der jeweiligen Gutkontur an. Es ragen keine spitzen Greiferfinger vor, die eventuell beim Greifen das Verpackungs­ material beschädigen könnten. Die klappbaren Greiferfinger schwenken beim Absetzen nach unten weg, nachdem die Bandspannung gelöst ist. Der Greifer läßt sich dann einfach nach oben ziehen und das Transportgut gleitet sanft aus der Aufnahme. Der Zwischenraum zwischen den abzulegenden Stückgütern kann, da es keine seitlich weggeschwenkten Arme o. ä. gibt, sehr klein bleiben.

Ein Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 1. Ein kompletter Arbeitstakt mit den einzelnen Phasen des Aufnehmens un Absetzens ist in Fig. 2 (2.1 bis 2.4) dargestellt.

Die einzelnen Positionen zeigen:

Pos. 1 Grundkörper
Pos. 2 Hubachse des Handhabungsgerätes
Pos. 3 Anschlußplatte für Hubachse
Pos. 4 feststehender Greiferarm
Pos. 5 beweglicher Greiferarm
Pos. 6 Führungswellen
Pos. 7 Andrückzylinder
Pos. 8 klappbare Greiferfinger
Pos. 9 elastisches Band oder Gurt
Posl. 10 Wickelrolle
Posl. 11 pneumatischer Drehflügelzylinder
Pos. 12 zu handelndes Stückgut, hier Sackware
Pos. 13 Abnahmeband

Der Greifer sei zunächst von seiner Arbeitsweise her erläutert (siehe dazu Fig. 2).

Der Handhabungsautomat (nicht dargestellt) positioniert mit seiner Hub­ achse (Pos. 2) oder seinem Ausleger den Greifer (Pos. 1) genau oberhalb des aufzunehmenden Stückgutes, hier Sackware (Pos. 12). Die Andrückzylinder (Pos. 7) sind ganz ausgefahren und schieben den beweglichen Greiferarm (Pos. 5) ganz nach außen. Die so entstandene Greiferöffnung muß etwas großer sein als die Breite des Stückgutes (Pos. 12), siehe Fig. 2.1. Das Handha­ bungsgerät senkt den Greifer über das aufzunehmende Gut (Pos. 12). Nach Erreichen der unteren Position wird der Greifer etwas nach rechts ver­ fahren, so daß die linke Stückgutseite gegen das elastische Band (Pos. 9) an den feststehenden Greiferarm (Pos. 4) drückt. Das Band (Pos. 9) legt sich so an die Außenkontur an. Jetzt ziehen die Andrückzylinder (Pos. 7) den beweglichen Greiferarm (Pos. 5) gegen die rechte Gutseite. Auch hier legt sich das elastische Band (Pos. 9) an die Stückgutkontur an, siehe Fig. 2.2.

Eine Spannvorrichtung im Greifergrundkörper (Pos. 1) strafft nun beide Bänder (Pos. 9). Die Bandspannung verhindert das Herausrutschen des ein­ geklemmten Stückgutes (Pos. 12) während des Transportes zur Ablegeposition.

Beim Ablegen ist ein Sonderfall dargestellt. Links und rechts vom Ablege­ platz befinden sich bereits Stückgüter. Dies kann z. B. bei einigen Palet­ tieraufgaben (Stapeln im Verbund) der Fall sein. Es ist also nur eine Lücke frei, in die der Greifer mit dem Transportgut hineinpaßt. Der Hand­ habungsautomat senkt den Greifer in diesen Zwischenraum ab, siehe Fig. 2.3. Die Spannvorrichtung im Greifer wird gelöst. Beim Anheben können die klapp­ baren Greiferfinger (Pos. 8) nach unten wegschwenken, da sie durch das Band (Pos. 9) nicht mehr in der waagerechten Stellung arretiert sind. Die Greiferfinger (Pos. 8) gleiten so beim Anheben außen an dem Stückgut (Pos. 12) vorbei. Dabei benötigen sie nur den Zwischenraum, den vorher die Greiferarme (Pos. 4 + 5) einnahmen.

Der konstruktive Aufbau ist in der Querschnittzeichnung Fig. 1 dargestellt.

Der Greifer besteht aus einem Grundkörper (Pos. 1), an dessen Oberseite die Anschlußplatte (Pos. 3) für den Anbau an etwaige Handhabungsautomaten ist. Der feststehende Greiferarm (Pos. 4) ist an die linke Grundkörperseite an­ geschraubt. Die Spannvorrichtung für das elastische Band (Pos. 9) besteht aus einer Wickelrolle (Pos. 10), in die das Band (Pos. 9) eingeklemmt ist. Die Rolle (Pos. 10) wird z. B. von einem pneumatischen Drehflügelzylinder (Pos. 11) angetrieben. Das Band (Pos. 9) ist mit dem anderen Ende an den klappbaren Greiferfingern (Pos. 8) befestigt. Die Finger (Pos. 8) sind mit einem Gelenk an den Greiferarmen (Pos. 4 + 5) so angebracht, daß sie nur zwischen waagerecht nach innen zeigend und senkrecht nach unten zeigend schwenken können. Je nachdem, mit wieviel Druck der Drehflügelzylinder (Pos. 11) beaufschlagt wird, erhält das Band (Pos. 9) eine stärker oder schwächere Spannung. Auf der Wickelrolle (Pos. 10) ist bereits soviel Band­ material aufgewickelt, daß die Greiferfinger (Pos. 8) senkrecht nach unten klappen können.

Weiterhin sind in dem Grundkörper (Pos. 1) Linearführungen angebracht, in denen die Führungswellen (Pos. 6) des beweglichen Greiferarmes (Pos. 5) laufen. Dadurch vermeidet man das Verkanten des beweglichen Greiferarmes (Pos. 5) beim Aus- oder Einfahren. Weiterhin sind Andrückzylinder (Pos. 7) im Grundkörper (Pos. 1) angebracht. Diese Zylinder (Pos. 7) verschieben den beweglichen Greiferarm (Pos. 5) und unterstützen die Band-Spannvorrichtung beim Klemmen des Transportgutes. Wahlweise können die Zylinder (Pos. 7) mit einer Feststellvorrichtung versehen werden, um die Stellung der Greiferarme (Pos. 4 + 5) nach dem Zusammenfahren zu arretieren.

Die Spannvorrichtung für das elastische Band (Pos. 9) sowie der Aufbau des klappbaren Greiferfingers (Pos. 8) an dem beweglichen Greiferarm (Pos. 5) ist baugleich mit der Anordnung an dem feststehenden Greiferarm (Pos. 4).

Die Andrückzylinder (Pos. 7) müssen mit ihrem Hub den Klemmweg des beweg­ lichen Greiferarmes (Pos. 5) zurücklegen. Dieser Weg entspricht der Länge des klappbaren Greiferfingers (Pos. 8) zuzüglich einer Toleranz, damit das aufzunehmende Stückgut (Pos. 12) ohne anzuecken zwischen die auseinander­ gefahrenen Greiferarme (Pos. 4 + 5) paßt. Sind nun sehr viele Stückgutvari­ anten mit stark voneinander abweichenden Breitenmaßen zu handhaben, so ist es nicht immer sinnvoll, den Hub der Andrückzylinder (Pos. 7) so groß zu wählen, daß alle Stückgutbreiten durch einen entsprechend langen Weg des beweglichen Greiferarmes (Pos. 5) erfaßt werden. Es bietet sich hier viel­ mehr an, die Zylinder (Pos. 7) bei ihrem kurzen Hub zu belassen. Statt­ dessen könnte man den Greifergrundkörper (Pos. 1) halbieren und beide Teile je nach Bedarf enger zusammenschieben bzw. weiter auseinander­ ziehen. Dies kann sowohl von Hand geschehen (z. B. beim Umrüsten der Anlage) oder motorisch bzw. pneumatisch vom Handhabungsautomaten vorgenommen werden. (Hinweis: Diese Verstellmöglichkeit ist in den Zeichnungen nicht darge­ stellt.)

Claims (8)

1. Greifvorrichtung mit elastischen Bändern zum Aufnehmen, Transportieren und Ablegen von Stückgütern, insbesondere Sackware, mittels Handhabungs­ automaten, dadurch gekennzeichnet, daß das zu handelnde Stückgut zwischen elasti­ schen, vorgespannten Bändern aufgenommen wird. Die Bänder sind über klappbare Greiferfinger, die rechtwinklig zu den senkrechten Greifer­ armen stehen, gespannt. Die Bandspannung wird über einen pneumatisch betätigten Aufwickelmechanismus aufgebracht. Zur Stückgutaufnahme ist der bewegliche Greiferarm pneumatisch in Richtung des feststehenden Greiferarms zu verschieben.

2. Greifervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu handhabende Stückgut zwischen elastischen, vorgespannten Gurten aufgenommen wird.

3. Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu handhabende Stückgut zwischen zwei elastischen, vorgespannten Trägerbahnen, die über die gesamte Greiferbreite reichen, aufgenommen wird.

4. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die klappbaren Greiferfinger mittels Federkraft in eine definierte Stellung gebracht werden.

5. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Bandvorspannung statt pneumatisch, elektromotorisch o. ä. aufgebracht wird.

6. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellvorrichtung des beweglichen Greiferarmes einen Arretiermechanismus zum sicheren Halten des auf­ genommenen Stückgutes hat.

7. Greifvorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustellvorrichtung des beweglichen Greiferarmes statt pneumatisch, elektromotorisch o. ä. betätigt ist.

8. Greifervorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden Greiferarme auf verschiedene Stückgutbreiten voreinstellbar ist, so daß der Hub der Zustellvorrichtung die unterschiedlichsten Stückgutbreiten sicher klemmt.