DE4015599A1 - Greifer zum oeffnen von ventilsaecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Greifer mit Öffnungselementen zum Öffnen von Ventilsäcken gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Greifer, die zum automatischen Öffnen von Ventilsäcken zwecks Aufstecken auf einen Füllstutzen einer Sackabfüllanlage sind bekannt. Die Firma Greif-Werk Maschinenfabrik GmbH bietet Greifer zum Öffnen von Ventilsäcken an, bei denen der aus einem Stapelmagazin durch Öffnungselemente in Form von Sauggreifern entnommene Sack anschließend durch einen Kegeldorn zwangsweise geöffnet wird. Anschließend wird an das geöffnete Ventil ein Ringgreifer aufgesetzt, um das Ventil in der geöffneten Position zu halten. Nachteilig bei diesem Greifer ist, daß mit einem Greifer nur Ventile von einer bestimmten Größe geöffnet werden können. Die Flexibilität des Einsatzes des Greifers ist nicht gegeben, da die Kegeldornabmessungen und die Abmessungen des Ringgreifers denen des zu öffnenden Ventils entsprechen müssen. Es besteht jedoch seit langem der Wunsch in der Verpackungsindustrie nach Kostenminimierung und Minimierung der Zwischenlagerungszeiten. Diese Anforderungen erfordern ein komplexes System, welches flexibel auf unterschiedliche Produktarten und Produktmengen reagieren kann. Einen Versuch zur Behandlung der oben geschilderten Nachteile stellt ein Handhabungsgerät der Firma Behn dar. Dessen Greifer ermöglicht, unterschiedliche Sackabmaße bei gleicher Ventilbreite zu handhaben. Das Öffnen des geschlossenen Ventils erfolgt durch Anlegen eines Saugöffnungselementes, wobei das geschlossene Ventil durch die Krümmung der Sackoberfläche aufspringt. Nachteilig dabei ist jedoch, daß bei einem verklebten Ventil die gesamte Öffnung des Sackes sich verkrümmt und das Ventil nicht geöffnet wird. Die Vorrichtung ist demnach nur begrenzt einsetzbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Greifer so auszugestalten, daß das Handhaben von verschiedenen Sackabmaßen möglich ist und das Öffnen von unterschiedlichen Ventilbreiten mit nur einem Greifer zuverlässig erfolgt.

Dies ist durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an.

Die Erfindung sieht vor, daß die Öffnungselemente entlang zwei Bewegungsachsen bewegbar sind und daß sich eine dieser Achsen in Längserstreckungsrichtung des Sackventils erstreckt und die andere senkrecht zu der ersten Achse steht und daß beide Achsen ihren Schnittpunkt im Mittelpunkt des Ventils haben. Dadurch wird erreicht, daß das Öffnen des Ventilsackes durch synchrone Zustellung von allen Bewegungsachsen geschehen kann. Dies hat den Vorteil, daß das Sackventil hierbei beidseitig gleichzeitig zusammengedrückt und gleichzeitig beidseitig auseinandergezogen wird. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung erreicht, daß bei unterschiedlichen Ventilsäcken immer die gleichen Höhenpositionen zum Aufstecken angefahren werden können. Erfindungsgemäß ist wesentlich, daß das Verhältnis der Verfahrwege der Öffnungselemente in Abhängigkeit von der gewünschten Form des geöffneten Ventils eingestellt ist. Haben die Öffnungselemente ihre Bewegung beendet, so ist auch der Öffnungsvorgang abgeschlossen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt dieses Verhältnis der Verfahrwege der Öffnungselemente 0,57. Nachstehend wird dieser Zusammenhang näher erläutert: (Fig. 1-3): Wird die Ventilbreite in ungeöffnetem Zustand des Ventils mit πr bezeichnet, so muß bei einer Betrachtung im Orthogonalsystem ein Punkt mit den Koordinaten (0,5 πr; +0) um den Weg r in Richtung der der positiven Y-Achse wandern oder ein Punkt mit den Koordinaten (0,5 πr; -0) um den Weg r in Richtung der negativen Y-Achse wandern, während ein Punkt mit den Koordinaten (0; 0) um den Weg r (0,5 π-1) in Richtung der positiven X-Achse wandern muß und ein Punkt mit den Koordinaten (πr; 0) um den Weg r (0,5 π-1) in Richtung der negativen X-Achse wandern muß, um den geöffneten Zustand des Ventils zu erreichen. Damit ergibt sich für das Übersetzungsverhältnis des Greifers:

Wie aus diesen theoretischen Überlegungen und den dazugehörigen erläuternden Skizzen (Fig. 1-3) ersichtlich ist, kann jede Ventilbreite zuverlässig geöffnet werden. Das Verhältnis von 0,57 eignet sich insbesondere zum Öffnen von Ventilen mit einer kreisrunden Form.

In Ausgestaltung sieht sie Erfindung vor, daß vier synchron bewegbare Öffnungselemente vorgesehen sind, von denen zwei an der Längsachse des Ventils angeordnet sind und zwei längs seiner Querachse. Dadurch wird erreicht, daß das Ventil während des Öffnungsprozesses gleichzeitig zusammengedrückt und auseinandergezogen wird.

Zweckmäßig kann es dabei sein, daß die Öffnungselemente die Form von Greifelementen aufweisen, welche das Ventil zusammendrücken und daß die Öffnungselemente, die die Funktion des Auseinanderziehens übernehmen als ein Saugelement und ein Klemmelement ausgebildet sind.

Besonders vorteilhaft für die Erfindung ist, daß die vier Öffnungselemente mit einem Koppelelement zusammenwirken, welches die Verfahrwege der einzelnen Öffnungselemente und deren Zusammenwirken festlegt. Das Koppelelement ist in dem Greifer bewegbar angeordnet. Seine spezielle Konstruktion, und die darauf abgestimmte spezielle Konstruktion der einzelnen Öffnungselemente ermöglichen, daß die unterschiedlichen Verfahrwege (in Abhängigkeit von der Ventilbreite) mit einem Greifer realisiert werden können wobei jedoch immer ein erforderliches Verhältnis der Verfahrwege der Öffnungselemente eingehalten werden kann. Dadurch können Ventilsäcke von unterschiedlicher Ventilgröße geöffnet werden.

Zweckmäßig ist es, wenn der Greifer zusätzlich eine Hubachse aufweist, welche den Unterschied zwischen Magazin und Greifer ausgleichen kann. Dadurch können Säcke von unterschiedlich hohen Stapeln entnommen werden, ohne daß dazu weitere Einrichtungen notwendig sind.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich insbesondere auch aus der Figurenbeschreibung. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ventilquerschnittes während der Magazinierung der Leersäcke,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ventilquerschnittes zu Beginn des Öffnungsvorganges mit Zustellung der Bewegungsachsen,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Ventilquerschnittes nach Öffnung,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Ausbildung eines Greifelementes und dessen Mitwirkens mit einem Koppelelement und einem Endanschlag,

Fig. 5 eine prinzipielle Darstellung des Greiferaufbaues,

Fig. 6 eine schematische, perspektivische Darstellung des Ventil-Öffnungsvorganges.

In den Fig. 1-3 ist der Öffnungsvorgang eines Ventils schematisch dargestellt. In Fig. 1 ist ein Sackventil 12 in der Ausgangsposition dargestellt. In Fig. 2 ist schematisch der Öffnungsvorgang und die Form des Ventils 12 während dessen Öffnung dargestellt. Fig. 3 zeigt den Ventilquerschnitt nach dem vollendeten Öffnungsvorgang. Eine genau Beschreibung der mathematischen Zusammenhänge zwischen den Verfahrwegen und dem Radius r des Ventils 12 in geöffnetem Zustand wurde bereits an einer anderen Stelle angegeben. Aus den Fig. 1-3 ist ersichtlich, daß der Weg der Greifelemente 3, 3′, die das Ventil 12 zusammendrücken um 0,57 r größer ist als der Weg der Öffnungselemente 5, 6, die das Ventil 12 auseinanderziehen.

Der Greifer 1 weist zwei über ein Zugmittel 2 verbundene Greifelemente 3, 3′, eine Klemmvorrichtung 4, ein Saugelement 5 und ein Koppelelement 6 auf. Das Saugelement 5, das gleichzeitig als Öffnungselement und Aufnahmeelement für den Sack 7 dient ist mit dem Koppelelement 6 formschlüssig, z. B. durch eine Zahnstange-Zahnrad- Verbindung verbunden. Das Saugelement 5 kann als ein Vakuumsauger ausgebildet sein. Die Verbindung der beiden seitlich zustellbaren Greifelemente 3, 3′ durch ein Zugmittel 2 ist wichtig, um eine synchrone Bewegung (von links und von rechts) zu erreichen. Die Klemmvorrichtung 4 ist mit der Hubachse 8 durch ein Zugmittel 9 formschlüssig verbunden. Auch hier, ebenso wie in der Längsbewegungsebene des Öffnungselementes ist es wichtig, daß eine synchrone Bewegung der Klemmvorrichtung 4 und des Saugelementes 5 stattfindet. Das Saugelement 5 ist ebenfalls mit der Hubachse 8 verbunden. Weiterhin weist der Greifer 1 einen Mitnehmer 10 auf, welcher als Verbindung zwischen dem Greifelement 3 und dem Koppelelement 6 dient. Die Hubachse 8 ist zusätzlich, unabhängig von anderen Funktionen des Greifers 1 ausfahrbar, um den Höhenausgleich zwischen Magazin und dem Saugelement 5 ausgleichen zu können. Der Aufbau und die Wirkungsweise des Koppelelementes 6 ist in Fig. 5 näher erläutert. Das Koppelelement 6 ist sowohl in X- als auch in Y-Richtung verstellbar. Seine Einstellung ist durch die Ventilbreite des zu öffnenden Ventils 12 festgelegt. Die beiden, seitlich zustellbaren Greifelemente 3, 3′ fahren hierzu bis zu dem Koppelpunkt. Der Koppelpunkt ist definiert durch die Position des Koppelelementes 6 und des Greifelementes 3 im Augenblick der Berührung. Der Koppelpunkt kann in Abhängigkeit von der Ventilbreite automatisch eingestellt werden. Die Greifelemente 3, 3′ haben am Anfang der Bewegung einen Abstand voneinander, der der Ventilbreite entspricht (πr). Bei der weiteren Zustellung der Greifelemente 3, 3′ an das Koppelelement 6 über den Koppelpunkt bewegt sich die Hubachse 8 und damit die Klemmvorrichtung 4 bis zum Endanschlag 11 mit. Der Weg in X-Richtung entspricht hierbei 0,57 r und der Weg in Y-Richtung entspricht r.

Ein Öffnungsvorgang sieht folgendermaßen aus: In Ausgangsstellung stehen die Greifelemente 3, 3′ außen in genügendem Abstand zu den beiden Enden der Öffnung des Ventils 12. Die Hubachse 8 ist in ihrer unteren Stellung, d. h. sie ist eingefahren und die Klemmvorrichtung 4 ist geöffnet, d. h. sie befindet sich in ihrer oberen Stellung. Nach der Zustellung des Saugelements 5 an das Sackmagazin wird ein Sack 7 mittels Saugkraft aus dem Magazin gegriffen. Die Hubachse 8 wird jetzt eingefahren; das flache Ventil 12 hängt am Sauger 5 in Höhe der Greifelemente 3, 3′ die Klemmelemente 4 fahren zusammen und klemmen den Sack 7 unterhalb des Ventils 12 ein. Der Koppelpunkt zwischen den Greifelementen 3, 3′ und dem Koppelelement 6 wird entsprechend der Ventilbreite eingestellt. Die Greifelemente 3, 3′ fahren zusammen und im Moment der Sackberührung durch diese wird gleichzeitig das Koppelelement 6 mitgenommen, wodurch die Hubachse 8 angehoben wird und die Klemmelemente 4 abwärts bewegt werden. Das Koppelelement 6 und damit auch die Greifelemente 3 fahren gegen den entsprechenden Endanschlag 11, womit die Bewegung für alle Achsen abgeschlossen ist. Das Ventil 12 ist geöffnet und der Ventilsack 7 bereit zum Aufstecken auf einen Stutzen.

Claims (8)

1. Greifer mit Öffnungselementen zum Öffnen von Ventilsäcken mit in geschlossenem Zustand länglich und in geöffnetem Zustand kreis- bzw. ovalförmig ausgebildeten Ventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungselemente (3, 3′, 4, 5) entlang zweier Bewegungsachsen bewegbar sind und die eine Bewegungsachse in Längserstreckungsrichtung des geschlossenen Sackventils (12) durch zwei entfernteste Punkte desselben verläuft und die andere Achse senkrecht dazu verläuft und der Schnittpunkt der beiden Bewegungsachsen mit Mittelpunkt des Ventils (12) liegt, wobei das Verhältnis der Verfahrwege der Öffnungselemente (3, 3′, 4, 5) in Abhängigkeit von der gewünschten Form des geöffneten Ventils (12) eingestellt ist.

2. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Verfahrwege der Öffnungselemente (3, 3′, 4, 5) 0,57 beträgt.

3. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vier synchron bewegbare Öffnungselemente (3, 3′, 4, 5) vorgesehen sind, von denen zwei an der Längsachse und zwei an der Querachse des Ventils (12) angeordnet sind.

4. Greifer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Längsachse angeordneten Öffnungselemente als ein paar Greifelemente (3, 3′) ausgebildet sind.

5. Greifer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine an der Querachse befindliche Öffnungselement als ein Klemmelement (4) und das andere als ein Sauger (5) ausgebildet sind.

6. Greifer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Öffnungselemente (3, 3′, 4, 5) mit einem Koppelelement (6) zusammenwirken.

7. Greifer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelelement (6) die Verfahrwege der Öffnungselemente (3, 3′, 4, 5) sowie deren Zusammenwirken festlegt.

8. Greifer nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Hubachse (8) vorgesehen ist, welche den Höhenunterschied zwischen Magazin und Greifer (1) ausgleichen kann.