DE4015599C2 - Greifer zum Öffnen von Ventilsäcken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Greifer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein derartiger Greifer ist aus der US-PS 3,785,414 bekannt. Bei dem darin beschriebenen Öffnungsvorgang des Ventilsackes wird zunächst das Ventil mittels eines Saugers in horizontale Lage gebracht. Daraufhin greifen an den Seitenkanten des Ventils Backenöffnungselemente in horizontaler Richtung an, wodurch der Öffnungsvorgang eingeleitet wird. Zum Öffnen des Ventils wird dieses nach oben gezogen und gleichzeitig durch den seitlichen, in Querrichtung des Ventils verlaufenden Angriff der Backenöffnungselemente die Öffnungsbewegung unterstützt. Dadurch, daß die Bewegungen des vertikalen Saugers und der Backenöffnungselemente unabhängig voneinander verlaufen und von vielen verschiedenen, unterschiedlichen Faktoren abhängig sind, erfolgt die Öffnung des Ventils nicht zuverlässig und der Öffnungsvorgang ist nicht exakt reproduzierbar.

Daneben ist aus der US-PS 4,577,454 eine andere Vorrichtung zum Öffnen von Ventilsäcken bekannt. Mittels dieser Vorrichtung wird ein Ventilsack zunächst durch zwei Greifer/Vakuumsauger von einem Sackstapel abgehoben, wobei ein Sauger im unteren Sackbereich und der andere im Ventilbereich eingreifen. Der Klemmvorgang der Seitenflächen des Sackes in seinem unteren Bereich wird noch während des Hubvorganges des anderen Greifers eingeleitet. Die klemmenden Sauger 84, 86 beschreiben am Anfang des Öffnungsvorganges eine Kreisbahn, die in der letzten Phase vor dem Reibschluß in eine lineare Bewegung übergeht. Dadurch kann nicht genau bestimmt werden, wann und wo die Klemmvorrichtung (Sauger 84, 86) an den Seitenflächen des Sackes angreift. Daher kann die Form der Ventilöffnung nicht im voraus bestimmt werden. Sie ergibt sich zufällig in Abhängigkeit von vielen Faktoren. Auch bei dieser Vorrichtung ist die Reproduzierbarkeit des Öffnungsvorganges nicht möglich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Greifer so weiterzubilden, so daß das Öffnen von Ventilsäcken mit unterschiedlichen Ventilbreiten und -formen zuverlässig erfolgt.

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

Die Erfindung sieht vor, daß die Öffnungselemente entlang zweier Bewegungsachsen bewegbar sind, 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 einstellbar ist. Haben die Öffnungselemente ihre Bewegung beendet, so ist auch der Öffnungsvorgang abgeschlossen.

Die vier Öffnungselemente wirken mit einem Koppelelement zusammen, 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. Es kann zweckmäßig 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.

Bei einer kreisrunden Öffnungsform des Ventils 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 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.

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 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 (6)

1. Greifer zum Öffnen von Ventilsäcken (7) mit mindestens einem vertikal verfahrbaren Öffnungselement (5), insbesondere einem Sauger, das mittig am horizontal angeordneten Ventil (12) des Ventilsackes (7) von oben angreift, und mit horizontal gegeneinander verfahrbaren Öffnungselementen (3, 3′), die gleichzeitig an beiden Seitenkanten des geschlossenen Ventils angreifen und den Öffnungsvorgang unterstützen, dadurch gekennzeichnet, daß eine vertikal verfahrbare, den Ventilsack (7) vor Beginn der Öffnungsbewegung in dem unterhalb des Ventils (12) liegenden Bereich erfassende Öffnungsvorrichtung (4) vorgesehen ist, die in bezug auf das Öffnungselement (5) einen gleich langen Verfahrweg in Gegenrichtung aufweist, wobei der Schnittpunkt der Bewegungsachsen der Öffnungselemente (3, 3′, 4, 5) stets im Mittelpunkt des Ventils (12) liegt und alle Öffnungselemente (3, 3′, 4, 5) synchron bewegbar sind, und daß nach einer Einstellung der Öffnungselemente (3, 3′) auf die Breite des Ventils (12) durch Berührung mit seinen Seitenkanten ein anderer Bereich der Öffnungselemente (3, 3′) in Kontakt mit einem Koppelelement (6) bringbar ist (Koppelpunkt), das bei weiterer Annäherung der Öffnungselemente (3, 3′) durch eine form- oder kraftschlüssige Verbindung die Öffnungsvorrichtung (4) sowie das Öffnungselement (5) zu bewegen vermag, wobei das Verhältnis der Verfahrwege der vertikal verfahrbaren Öffnungselemente (4, 5) zu den horizontal verfahrbaren Öffnungselementen (3, 3′) in Abhängigkeit von der Form des geöffneten Ventils (12) durch das Koppelelement (6) einstellbar ist.

2. Greifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Längsachse angeordneten Öffnungselemente (3, 3′) als Greifer ausgebildet sind.

3. Greifer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilsack (7) in dem unterhalb des Ventils (12) liegenden Bereich erfassende Öffnungsvorrichtung als eine Klemmvorrichtung (4) ausgebildet ist.

4. Greifer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsvorrichtung (4) mit einem Zugmittel (9) und das Öffnungselement (5) über eine Hubachse (8) mit dem Zugmittel (9) verbunden sind.

5. Greifer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endanschlag (11) zur Begrenzung der Annäherungsbewegung der Öffnungselemente (3, 3′, 4, 5) vorgesehen ist.

6. Greifer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die form- oder kraftschlüssige Verbindung des Koppelelementes (6) mit den vertikal und den horizontal verfahrbaren Öffnungselementen (3, 3′, 4, 5) durch eine Zahnstange-Zahnrad-Verbindung erfolgt.