DE3817013C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ergreifen, Transportieren und Palettieren eines gefüllten Sackes nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Durch die AT-PS 3 81 894 (Fig. 13) ist eine Bewegungseinheit, insbesondere für Manipulatoren, Industrieroboter und prothetische Gliederersätze bekannt, bei der die Fingerglieder mindestens eines Fingers mittels eines Zugbandes zwischen dem äußersten Fingerglied und einem feststehenden Fingergrundglied verstellbar sind. Die Fingerglieder haben hierfür eine Form, durch die das eine Ende der beweglichen Glieder in eine V-förmige Ausnehmung des benachbarten Fingergliedes eingreifen kann und dort ein Schwenklager findet. Diese Vorrichtung ist nur für eine Bewegung seiner Fingerglieder in vertikalen Ebenen geeignet, da diese keine gegenseitige Versteifung gegeneinander für eine horizontale Stellung der Fingerglieder aufweist. - Greifereinrichtungen, die ein Erfassen von Säcken od. dgl. sowohl in vertikaler Ebene wie auch in horizontaler Ebene zulassen, sind durch die DE-OS 29 40 916, die DE-Z "Fördern und Heben", 28 (1978) Nr. 1, S. 40/41 sowie die den Gattungsbegriff des Hauptanspruches bestimmende US-PS 45 92 692 bekannt. Bei ihnen sind die Fingerglieder durch mit einer Schwenkachse versehene Scharniere miteinander verbunden, wobei sich übergreifende Endbereiche benachbarter Fingerglieder für die Steifigkeit der beiden in einer gemeinsamen Ebene gelegenen Finger sorgen.

Beim Erfassen gefüllter Säcke, denen andere gefüllte Behälter wie Kisten, Kästen, Pakete gleichgestellt sind, herrscht im allgemeinen eine staubige Atmosphäre, die von dem Staub im Aufstellungsraum, insbesondere aber dem Füllgut oder dem zu erfassenden Behältnis stammt. Dies führt nach mehr oder minder langer Benutzungsdauer der Vorrichtungen zum Verschleiß und Ausschlagen der Scharniere.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Ergreifen, Transportieren und Palettieren eines gefüllten Sackes zu schaffen, die ein sicheres Erfassen des Sackes bei vertikaler und horizontaler Bewegungsebene der Finger sowie ein genaues Positionieren beim Palettieren mit konstruktiv einfachen Mitteln ermöglicht, die dem Betrieb solcher Vorrichtungen in staubiger Atmosphäre in bezug auf den Verschleiß der Teile Rechnung tragen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor. - Die Merkmale der Unteransprüche dienen der vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterentwicklung des Gegenstands des Hauptanspruches.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung verzichtet auf gegenständliche Scharniere und sich überlappende Gliederendbereiche. Insofern ist der Verschleiß solcher Teile ausgeschlossen. Die die Beuge- und Streckbewegung bewirkenden Bänder übernehmen die Funktion von Scharnieren ohne solche zu sein und sorgen ferner für die Versteifung der beweglichen Fingerglieder.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt und zwar zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf zwei Ausführungsformen der Vorrichtung, wobei in der linken Hälfte ein gestreckter Greiferfinger, in der rechten Hälfte ein gekrümmter Greiferfinger dargestellt ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles A der Ausführungsform nach Fig. 1 bei gestrecktem Finger,

Fig. 3 und 4 einen der paarweise auf gleicher Höhe angeordneten Greiferfinger in gestreckter und gekrümmter Stellung,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform in Draufsicht, bei der die beiden Greiferfinger eines Fingerpaares voneinander und gegeneinander verstellbar sind, um unterschiedlichen Breiten von Säcken zu entsprechen und

Fig. 6 bis 10 weitere Ausführungsformen der Vorrichtung.

Die Vorrichtung 1 nach der Erfindung ist in nicht dargestellter Weise an einem Tragarm in Nähe einer Sackfüllvorrichtung angeordnet, an der der gefüllte Sack hängt. Mit ihr soll der gefüllte Sack ergriffen, transportiert und palettiert werden. - Hierzu weist die Vorrichtung zwei Greiferfinger 2, 3 auf, die auf einer gemeinsamen horizontalen Ebene gelegen sind. Vorzugsweise sind mehrere dieser paarweisen Finger 2, 3 übereinander in dem mittleren Längsbereich des Sackes vorgesehen, so daß z. B. ein Greiferpaar in der Längsmitte des Sackes angreift und zwei weitere Fingerpaare ungefähr eine gespreizte Handbreite darüber und darunter den Sack umschließen. Das Umschließen des Sackes mit allen Fingern erfolgt ebenso wie das Öffnen der Finger zu gleicher Zeit, so z. B. um den gefüllten Sack abzulegen. Hierzu ist der Tragarm, an dem die Vorrichtung 1 angebracht ist, derart schwenkbar und/oder drehbar, daß sie mit ihren Greiferfingern 2, 3 eine horizontale Lage und eine vertikale Lage einnehmen kann, um z. B. den Sack zu palettieren.

Im einzelnen weist die Vorrichtung 1 zwei gleiche, in bezug auf die Mittelebene M symmetrisch angeordnete Tragteile 4 auf, die aus im Abstand übereinander angeordneten und miteinander, z. B. durch Stege od. dgl. verbundenen, ungefähr L-förmigen Halterplatten 5 und 5 a bestehen, die die beiden Schenkel 6, 7 erkennen lassen.

Zwischen den Schenkeln 6 der Halterplatten 5, 5 a ist ein Stützteil 8 angebracht, gegen dessen senkrechten Schenkel 9 oder Ansatz ein Druck- und Zugelement 10 anliegt, das in dargestelltem Beispiel aus zwei verformbaren Bälgen 11, 12 besteht. Die Zu- und Abführungsleitungen zu den Bälgen 11, 12 sind nicht im einzelnen dargestellt. - Der Balg 11 liegt mit seiner dem Stützteil 8 gegenüberliegenden Seite an einem Zwischenstück 13 an, das Anlage findet an einem Winkelhebel 14, der um die Achse 15 an dem abgewinkelten Ende 14 a des Hebels schwenkbar ist. Die Achse 15 durchsetzt einen Ansatz 4 a des Tragteils 4. In der Ausgangslage des Hebels 14 sind die beiden Bälge 11, 12 unbeaufschlagt und der Schenkel 16 des Hebels 14 nimmt eine zu dem Stützteil 8 parallele Lage ein, wie dies die linke Darstellung in Fig. 1 zeigt. Werden die beiden Bälge 11, 12 druckbeaufschlagt, so schwenkt der Hebel 14 in eine Stellung 14′, in welcher der Schenkel 16 die Stellung 16′ einnimmt und mit seiner Mittelachse einen spitzen Winkel zu dem Stützteil 8 bzw. dessen Parallele einschließt.

Das vordere Ende des Winkelhebels 14 besitzt eine spitzwinklige Verlängerung 17 mit einer Haltemutter 18, an der das Ende 20 a eines Stahlbandes 20 angeschlagen ist, mit dessen Hilfe die Finger 2, 3 gestreckt und gekrümmt werden können.

An dem Schenkel 7 des winkelförmigen Tragteils 4 ist mit Hilfe nicht dargestellter Mittel das erste oder Grundglied 21 des Fingers befestigt. Dieses Glied kann an dem Schenkel in Längsrichtung (Doppelpfeil K) in Fig. 1 verstellt werden, wozu es in seiner Ober- und Unterwand Bohrungen 22 aufweist, durch die entsprechende, durch eine Bohrung 23 des Teils 4 hindurchgeführte Zapfen gesteckt werden können. Der Bohrung 23 können weitere Bohrungen zugeordnet sein.

Die Glieder jedes Fingers 2, 3 sind gleichartig ausgebildet und ebenfalls in bezug auf die Achse M drehsymmetrisch an den paarweise sich gegenüberliegenden Teilen 4 bzw. den jeweils benachbarten Fingergliedern gehalten. Es genügt daher, jeweils die Glieder eines Fingers 2 oder 3 und deren Anordnung zu erläutern.

Das erste oder Grundglied 21 jedes Fingers 2, 3 besitzt einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt und weist die Außenwand 24 und die Innenwand 25 und die Unterwand 21 a auf; die Oberwand des Gliedes 21 ist in Fig. 3 und 4 fortgelassen. Das Glied 21 kann aus einem U-Profil mit einer Außenwand 24 und einer Innenwand 25 hergestellt sein. - Die Stirnkante 26 des ersten oder Grundgliedes 21 bildet mit der Außenwand 24 einen Winkel α von oder ungefähr von 15°.

Das zweite Fingerglied 30 weist wiederum die Außenwand 31 und die Innenwand 32 auf, die derart geneigt ist, daß sich das Glied 30 gegen sein Ende 33 hin im Querschnitt verjüngt. Die rückwärtige Stirnkante 34 des Gliedes 30 schließt mit der Außenwand 31 einen Winkel β von ebenfalls ca. 15° ein, so daß bei gestreckten Wänden 24, 31 zwischen den beiden Stirnkanten 26, 34 ein Winkel von ca. 30° belassen ist.

Ein gleicher Winkel γ von 30° ist zwischen der Stirnkante 35 des Gliedes 30 und der Stirnkante 36 des folgenden dritten Fingergliedes 37, dessen Querschnitt sich wiederum gegen sein vorderes Ende 38 hin verjüngt. Ein gleicher Winkel δ wie zwischen den Gliedern 30, 37 ist zwischen der Stirnkante 39 des Gliedes 37 und der Stirnkante 40 des letzten Gliedes 41 vorgesehen. Auch dieses verjüngt sich gegen das vordere Ende 42 und bildet dort eine Öffnung 43, vor der eine Kugel oder Zapfen 44 angeordnet ist. - Das vordere Ende 38 des Gliedes 37 wie auch das rückwärtige Ende 45 des Gliedes 41 weisen an ihren Innenwänden 46, 47 rippenförmige Erhebungen 48, 49 auf, deren Oberfläche im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet ist und vorzugsweise unmittelbar an die Stirnkanten 39, 40 anschließen.

Das mit der spitzwinkligen Verlängerung 17 des Hebels 14 verbundene Stahlband 20 ist mit seinem vorderen Ende 20 b in der Kugel oder dem Zapfen 44 befestigt, und über die rippenförmigen Erhebungen 48, 49 zu der genannten Verlängerung geführt. Dieses Band 20 ist ein biegsames, jedoch quer- und schubsteifes Stahlband. Seine Führung von der Kugel oder dem Zapfen 44 über die Erhebungen 48, 49 durch den freien Raum der Glieder 21 und 30 zu dem Winkelhebel 14 ist derart getroffen, daß bei ausgeschwenkter Stellung 14′ des Hebels 14, wie in Fig. 1, rechte Darstellung, erkennbar ist, die Fingerglieder 30, 37 und 41 gekrümmt werden, während bei zusammengefahrenen Bälgen 11, 12 und der Grundstellung des Hebels 14 das Stahlband 20 die Glieder 30, 37, 41 in ihre gestreckte Lage nach Fig. 1, linke Abbildung, bringt (vgl. auch Fig. 3 und 4). Fig. 4 läßt auch erkennen, daß bei gekrümmten Fingergliedern 21, 30, 41 das Stahlband 20 an den Innenwänden 25, 32 der Fingerglieder 21, 30 zur Anlage kommt.

Die Höhe bzw. Breite des Stahlbandes 20 entspricht der lichten Höhe der Glieder 21, 30, 37, 41 derart, daß die genannten Glieder ohne zwangsnotwendige Zuhilfenahme einer Schwenkverbindung od. dgl. in ihrer Lage gehalten werden, was aufgrund der Quersteifigkeit des Stahlbandes gegeben ist.

Das Grundglied 21 kann mit den Teilen 4 in der Art verbunden sein, daß das Glied 21 den Schenkel 7 des Tragteils 4 überlappt oder aber in den Schenkel 7 eingeschoben wird. Hierdurch ist die notwendige Steifigkeit des Gliedes 21 gegenüber dem Schenkel 7 des Teils 4 gegeben.

Die Außenwände 24, 31, 50, 51 der Glieder 21, 30, 37, 41 können an ihren Enden bogenförmige Krümmungen 52 ihrer Außenseite aufweisen. Ein dem Stahlband 20 gleiches oder ähnliches Stahlband 53 ist von dem Glied 21 zu dem Glied 41 geführt und mit jedem der Fingerglieder mittels zweier Niete 54 verbunden. Dieses legt sich beim Krümmen der Finger 2, 3 an die Krümmungen 52 der Glieder 21, 30, 37, 41 an und versteift diese Glieder zusätzlich gegeneinander. Die Stahlbänder übernehmen hierbei die Funktion von Gelenken, die bei dem rauhen Betrieb und der meist staubhaltigen Atmosphäre des Aufstellungsortes der Vorrichtung schnell verschleißen oder ihren Dienst versagen.

Werden mehrere Fingerpaare 2, 3 übereinander bei einem hängenden oder stehenden Sack angewendet, so werden vorteilhafterweise die beiden auf gleicher Höhe gelegenen Finger gleichzeitig bewegt, die Fingerpaare untereinander jedoch zu unterschiedlichen Zeiten bewegt, so daß hierdurch ein Formen des Sackes möglich ist.

Um den Abstand zweier auf gleicher Höhe gelegener Finger 2, 3 bzw. deren Glieder 21 variieren zu können, kann zwischen den Teilen 4 ein Verstellglied 55 vorgesehen werden (Fig. 5), das ebenfalls aus zwei Bälgen 56, 57 bestehen kann, die über Stangen 58 mit den Teilen 4 verbunden sind. Hierdurch kann die Öffnungsweite a der beiden ersten oder Grundglieder 21, 30 der Sackbreite angepaßt werden.

Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zeigen Fig. 6 und 7. Hierbei findet wiederum ein Innenstahlband 20 und ein Außenstahlband 53 Anwendung. Für die Rückstellung der Fingerglieder 30, 37, 41 in ihre gestreckte Lage kann die Streckwirkung des Bandes 20 durch das zweite Band 53 unterstützt werden, das unter Wirkung einer Feder 59 steht, die an einer ortsfesten Stelle O der Vorrichtung angeschlagen ist. Hierbei ist das vordere Ende des Bandes 53 mit dem vordersten Glied 41 verbunden, wogegen die Glieder 21, 30, 37 nicht mit dem Band 53 verbunden zu sein brauchen. Dafür aber sind, wie Fig. 7 zeigt, die Oberwand 60 und die Unterwand 61 der Glieder 37, 41 mit Verlängerungen 62, 63 versehen, gegen die die Kanten 64, 65 des Bandes 53 anliegen. Auch hierdurch erfolgt ein Versteifen der Glieder der Finger 2, 3 gegeneinander.

Um dem zu ergreifenden Sack bereits beim Ergreifen durch die Finger 2, 3 zu einer Kastenform zu verhelfen, ist der Tragteil 4 mit einer senkrechten Form- oder Gegenhalteplatte 66 versehen, die sich über die Schenkel 6 und 7 erstreckt und gegen die der gefüllte Sack gedrückt wird und die sich mit ihren Hälften 66 a, 66 b (Fig. 9) beidseits der Tragteile 4 erstreckt.

Das vordere oder letzte Glied 41 jedes Fingers 2, 3 kann, wie auch gewünschtenfalls die übrigen beweglichen Fingerglieder 30, 37, eine Verbreiterung in Form einer zusätzlichen Platte 67 tragen, deren Hälften 67 a, 67 b ähnlich den Hälften 66 a, 66 b beidseits der horizontalen Mittelebene der Fingerglieder 41 und gegebenenfalls der Glieder 30, 37 gelegen sind. Durch diese Platten wird der spez. Flächendruck auf die Sackwand und damit die Gefahr der Beschädigung der vorderen Sackwand gemindert oder ganz beseitigt.

Um einen möglichst gleichen Andruck der Fingerglieder gegen die Sackwand zu erreichen, kann jedes Fingerglied mit einem dem Sack zugekehrten Drucksensor 68 und 68 a versehen sein. Die Sensoren 68 der beweglichen Glieder 30, 37, 41 sind mit dem Druck- und Zugelement 10 über Leitungen 69 verbunden, während der Sensor 68 a über eine Leitung 60 mit dem in Fig. 5 gezeigten Verstellglied 55 mit den Bälgen 56, 57 in Verbindung steht und das Gegen- und Voneinanderfortbewegen der ersten oder Grundglieder 21 besorgt.

Alle oder ein Teil der auf gleicher Höhe gelegenen Fingerglieder 21, 30, 37, 41 können durch senkrechte Verbindungsglieder miteinander verbunden sein, wobei diese Verbindungsglieder eine gewisse Flexibilität aufweisen.

Auch können die vordersten Fingerglieder 41 ein teleskopartig ausfahrbares Zusatzglied aufweisen, das z. B. durch den Sensor 68 des Fingergliedes 41 gesteuert wird und wobei die vorderen Enden dieser Zusatzglieder auf gleicher Höhe gelegener Finger sich beim Umfassen des Sackes berühren oder stark annähern.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Ergreifen, Transportieren und Palettieren eines gefüllten Sackes mit in parallelen Ebenen angeordneten, mittels einer Verstellvorrichtung in eine, den Sack mindestens teilweise umfassende Stellung bewegbaren Fingerpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Finger (2, 3) eines Fingerpaars ein rechtwinkliges Tragteil (4) zugeordnet ist, dessen dem Finger (2, 3) zugekehrter Schenkel (7) ein feststehendes hohles Fingergrundglied (21) mit rechteckigem Innenquerschnitt trägt, daß jedem Fingergrundglied (21) mindestens ein schwenkbares hohles, aus einer gestreckten in eine gekrümmte, den Sack mindestens teilweise umfassende Stellung bewegbares Fingerglied (30, 37, 41) mit rechteckigem Innenquerschnitt zugeordnet ist, daß die einander zugekehrten Stirnseiten (26, 34, 35, 36, 39, 40) der Fingerglieder (21, 30, 37, 41) in gestrecktem Zustand einen spitzen Winkel miteinander einschließen und sich gegeneinander mit den Stirnkanten ihrer Außenwände (24, 31, 50, 53) abstützen, daß die Fingerglieder (21, 30, 37, 41) gleiche lichte Innenhöhe quer zur Bewegungsebene der Finger aufweisen und ein biegsames, quersteifes Band (20) durch die hohlen Fingerglieder (21, 30, 37, 41) geführt ist, das einendig mit der Verstellvorrichtung (10) und anderendig mit dem entfernten Ende des letzten beweglichen Fingergliedes (30, 37 oder 41) verbunden ist und das mit seinen Seitenkanten an den Innenwänden der Fingerglieder (21, 30, 37, 41) anliegt, die parallel zur Bewegungsebene der Finger liegen, und daß die Fingerglieder (21, 30, 37, 41) an ihren Außenseiten mit einem wenigstens mit dem letzten beweglichen Fingerglied (30, 37 oder 41) fest verbundenen und auf den anderen Fingergliedern (21, 30, 37) quer zur Bewegungsebene der Finger in Querrichtung verschiebefest geführten biegsamen und quersteifen zweiten Band (53) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Finger (2, 3) abgekehrten Schenkel (6) des winkelförmigen Tragteils (4) ein schwenkbarer Winkelhebel (14) angeordnet ist, durch den das die hohlen Fingerglieder (21, 30, 37, 41) durchsetzende Band (20) längsbewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem dem Finger (2, 3) abgekehrten Schenkel (6) des winkelförmigen Tragteils (4) und dem schwenkbaren Winkelhebel (14) die Verstellvorrichtung (10) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung (10) aus einem doppeltwirkenden Zylinderkolbenaggregat oder einer Hubvorrichtung (11, 12) besteht, bei deren Betätigung der Winkelhebel (14) verschwenkt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung ein einseitig wirkendes Zylinderkolbenaggregat oder eine Hubvorrichtung ist und die Streckbewegung der schwenkbaren Fingerglieder (30, 37, 41) durch ein Außenband (53) an den Fingergliedern bewirkt wird, das unter Wirkung einer Feder (59) steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Tragteile (4) der beiden in einer Ebene angeordneten Finger (2, 3) gegeneinander und voneinander fort verstellbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (2, 3) der Fingerpaare mit Steuergliedern derart verbunden sind, daß die Fingerpaare mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ihrer Finger und/oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten und/oder mit unterschiedlichen Drücken den Sack umschließen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände (60) und (61) der Fingerglieder (21, 30, 37, 41), die parallel zur Bewegungsebene der Finger liegen, mit nach außen ragenden Verlängerungen (62, 63) versehen ist, gegen die das quersteife und biegsame zweite Band (53) anliegt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragteil (4) an seiner dem Sack zugekehrten Seite mit einer Form- oder Gegenhalteplatte (66) versehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Fingerglieder (30, 37, 41) eine zusätzliche, quer zur Bewegungsebene der Finger über die Fingerglieder hinausragende Platte (67) an ihrer Innenseite tragen.