DE4205628C2

DE4205628C2 - Vakuum-Saugheber

Info

Publication number: DE4205628C2
Application number: DE4205628A
Authority: DE
Inventors: Thomas Volkert
Original assignee: Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1992-02-25
Filing date: 1992-02-25
Publication date: 1994-09-08
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: FR2687651A1; JPH05339022A; NL9300329A; DE4205628A1; US5375895A; GB2264479A; GB9303363D0; JP3425699B2; NL194698C; FR2687651B1; NL194698B; GB2264479B

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuum-Saugheber zum Halten und Umsetzen von Werkstücken mit Temperaturen von 400°C, insbesondere von Werkstücken aus Glas, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Heiße Werkstücke, beispielsweise aus Glas, mit einer Temperatur von 400-450°C und darüber müssen im Produktionsablauf verschiedenen Bearbeitungsvorrichtungen zugeführt werden und an diesen Bearbeitungsvorrichtungen positioniert werden. Ein wesentlicher Bestandteil der Transportkette sind neben Förderbändern vor allem Vakuum-Saugheber. Diese Vakuum-Saugheber arbeiten bei einem Unterdruck von 0,3-0,5 bar und sind an Handhabungs- und Überführungseinrichtungen, beispielsweise Industrierobotern, angebracht, die Bewegungen im Raum ausführen können.

Es sind Saugheber mit einem Dichtelement aus Asbest bekannt, bei denen ein Asbestband viellagig auf einen zylindrischen Teil eines metallischen Grundkörpers in einer solchen Weise gewickelt ist, daß das Asbestband über die Stirnseite des zylindrischen Grundkörpers wesentlich vorsteht, so daß die Asbestwicklung in ihrem über das Ende des Grundkörpers vorstehenden Bereich einen zylindrischen Hohlkörper bildet, dessen Innenraum den Vakuumraum des Saugers bildet. Dichtfläche gegenüber dem zu handhabenden Werkstück ist die Stirnseite der Asbestwicklung. Durch deren relativ starken Vorstand über den Grundkörper und ihr in gewissen Grenzen nachgiebiges Verhalten ist die Asbestwicklung in der Lage, sich abdichtend der Außenkontur des zu handhabenden Werkstückes insbesondere dann anzupassen, wenn mit dem Saugheber ständig Werkstücke gleicher Art gehandhabt werden. Erforderlichenfalls kann die Stirnseite der Asbestwicklung auch vorab der Kontur der zu handhabenden Werkzeuge angepaßt werden.

Saugheber mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau bauen durchmessermäßig gesehen relativ klein und können daher vorteilhaft auch bei beschränktem Bewegungsraum eingesetzt werden.

Es sind auch, z. B. aus der DE-OS 25 16 189, Saugheber für erhöhte Temperaturen bekannt, bei denen ein Grundkörper aus Metall von einem tellerförmigen bzw. napfartigen Federblech umgeben ist, welches sich in einen doppellagigen und am Außenumfang geschlossenen Ring aus einem hitzebeständigen Gewebe, beispielsweise einem Glasfasergewebe, hinein erstreckt bzw. mit einem solchen Gewebe überzogen ist, wodurch eine napfartige, flexible Dichtlippe entsteht, wie sie beispielsweise von Gummisaugern her bekannt ist. Um bei Verwendung eines solchen hitzebeständigen Gewebematerials und relativ hohen erforderlichen Haltekräften eine ausreichende Abdichtung zu erhalten, müssen die flexiblen Dichtlippen eine verhältnismäßig große Breite aufweisen, wodurch sich große Durchmesser für den Saugkopf ergeben, so daß sein Einsatz in beschränktem Bewegungsraum oft nicht mehr möglich ist.

Dichtlippensauger haben weiterhin den Nachteil, daß beim flexiblen Anlegen der Dichtlippen Relativbewegungen auf der Werkstückoberfläche auftreten, die zu Scherkräften im Dichtlippenbelag und zu dessen vorzeitigem Verschleiß führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Vakuumsaugheber zu schaffen, der konstruktiv im Durchmesser relativ klein gehalten werden kann, andererseits aber den Einsatz von Asbest entbehrlich macht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Saugheber mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Als textiles Gebilde wird bevorzugt ein Gewebe auf Glasfaserbasis eingesetzt. Es sei erwähnt, daß zumindest solche Glasfasergewebe, die für eine ausreichende Abdichtung einen genügenden Feinheitsgrad aufweisen, derart flexibel bzw. lappig sind, daß sie nicht auf eine Art und Weise für Saugheber verarbeitet werden können, wie sie weiter oben für den Asbestsauger beschrieben wurde, weil die Gewebe bereits nach kurzem Gebrauch brüchig würden.

Andererseits wurde überraschenderweise festgestellt, daß bereits eine Lage, beispielsweise eines geeigneten Glasfasergewebes, auf einer metallischen Unterlage eine ausreichende Vakuumabdichtung ergibt, wenn diese metallische Unterlage erforderlichenfalls der Kontur des zu handhabenden Werkstückes in gewissem Maße angepaßt ist. Im Rahmen sinnvoller Konstruktionsabmessungen für die ringförmige Auflagefläche wird eine ausreichende Querabdichtung parallel zur Auflagefläche erreicht. Durch Mehrfachbelegen der Auflagefläche wird eine verbesserte Wärmeisolierung gegenüber dem metallischen Grundkörper des Saugers erreicht und die weitere Funktion auch noch dann gewährleistet, wenn der Außenbelag des textilen Gebildes bereits schadhaft sein sollte.

Als Arbeitsseite wird in diesem Zusammenhang diejenige Seite des Grundkörpers bezeichnet, die während des Haltens und Umsetzens dem Werkstück zugewandt ist. Die Arbeitsseite weist eine meist kreisförmige Auflagefläche für das Dichtelement auf. Die Auflagefläche bildet an der Arbeitsseite des Saughebers den äußeren Abschluß des Vakuumraums und umschließt somit eine Mittelfläche, die zurückgesetzt ist.

Zwischen der Arbeitsseite und dem rückwärtigen Bereich des Grundkörpers, der Befestigungselemente und Vakuumzuführung aufweist, kann sich in axialer Richtung des Grundkörpers eine Umfangs-Ringfläche erstrecken, die im wesentlichen zur Befestigung des Dichtelements dient. Das Dichtelement besteht aus einem hochtemperaturbeständigen, schlecht wärmeleitenden Material, das sich der Oberfläche des Werkstücks so anpaßt, daß diese nicht beschädigt wird.

Materialien, die ausreichend vakuumdicht sind und die eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, sind zahlreich. Nur wenige Werkstoffe erfüllen jedoch die extrem hohen Ansprüche an die Hitzestabilität (Arbeitstemperatur 400°C und höher).

Da insbesondere Glasfasern, aber auch keramische Fasern wie Silikatfasern, keine hohe Stauch- und Scherfestigkeit aufweisen, die aber wesentliche Voraussetzung für ein Dichtelement der bekannten Saugheber ist, wurde ein Vakuumsaugheber entwickelt, dessen Arbeitsseite so konstruiert ist, daß die Auflagefläche gegenüber der Mittelfläche erhaben vorsteht. Die Auflage aus hitzebeständigem, schlecht wärmeleitendem Material wird dann so auf die Auflagefläche gezogen, daß die Fläche des textilen Gebildes auf der Auflagefläche ruht. Durch diese Anordnung der Auflage entstehen weder Stauch- noch Scherkräfte, die bei der geringen Eigenfestigkeit des textilen Gebildes zu extrem hohem Verschleiß führen würden. Die durch das Anpressen des Vakuum-Saughebers an das Werkstück auftretenden Druckkräfte werden auch von einem spröden Material ohne weiteres aufgenommen. Als textiles Gebilde werden hier alle flächigen Gebilde bezeichet, unabhängig davon, ob sie gewebt oder gewirkt sind, d. h. egal, ob es sich um ein Gewebe, einen Vliesstoff oder beispielsweise um einen Filz handelt.

Voraussetzung für eine sichere Förderung des Werkstückes ist, daß das textile Gebilde zumindest die Auflagefläche der Arbeitsseite vollständig überdeckt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überdeckt die Auflage die gesamte Arbeitsseite des Saughebers. Die Auflage wird bei dieser Ausführungsform befestigt, indem sie einerseits auf der Mittelfläche der Arbeitsseite, beispielsweise durch eine Andruckplatte, die mittels einer Schraube arretiert wird, fixiert und so in den Vakuumraum hineingezogen wird und indem sie andererseits auf der Umfangs-Ringfläche des Vakuum-Saughebers gespannt und befestigt wird, beispielsweise durch eine Schlauchschelle oder eine andere geeignete Spann- und Fixiervorrichtung. Denkbar ist jedoch auch eine Auflage, die ausschließlich die Auflagefläche des Vakuum-Saughebers überdeckt. Um ein sicheres Heben des Werkstücks zu gewährleisten, reicht eine einschichtige Auflage des textilen Gebildes im allgemeinen aus.

Es ist jedoch vorteilhaft, zumindest die Auflagefläche der Arbeitsseite mit mehreren Lagen eines hitzebeständigen, schlecht wärmeleitenden Materials zu versehen, um, insbesondere gegen Ende der Standzeit der Auflage, wenn die Außenlage des Dichtelementes keinen vollständig geschlossenen Zusammenhang mehr aufweist, einen Kontakt zwischen dem Werkstück und der metallischen Auflagefläche des Vakuumsaughebers zu vermeiden. Die bei dem bekannten Vakuumsauger mit Asbestwicklung gegebene Möglichkeit einer Berührung zwischen Werkstück und Mittelfläche ist ohnehin verringert durch das Absenken der Mittelfläche gegenüber der Aufnahmefläche, die selbst dann hinter der Auflagefläche zurücktritt, wenn sie eine Fixierungsvorrichtung für die Auflage aufnimmt, um den erforderlichen Innenraum zum Aufbau des Vakuums zu gewährleisten.

Sind auf der Auflagefläche mehrere Gewebeschichten vorgesehen und besteht die Wahlmöglichkeit zwischen qualitativ hochwertigeren und qualitativ minderwertigeren Auflagematerialien, so können die unteren Schichten aus Minder- und damit meist auch preiswerteren Materialien hergestellt sein, und lediglich die Decklage besteht dann aus hochwertigem Auflagematerial. Beschichtungen des Auflagematerials, beispielsweise produktionsbedingte Silikonüberzüge oder eine silikonsierte Rückseite, die dem textilen Gebilde eine gewisse Steifigkeit verleiht, mindern die Gebrauchseigenschaften des textilen Gebildes nicht, vorausgesetzt, daß es nicht zu unerwünschten Nebenreaktionen (Ausgasungen, Verkrustungen) kommt.

Ein Vakuumsaugheber mit einer erfindungsgemäß flächig aufgebrachten Auflage weist eine Standzeit von ca. 20 Tagen auf, gegenüber einer Standzeit eines Vakuumsaughebers mit Asbestumwicklung von ca. 6 Tagen.

Darüber hinaus ist der Vakuumsaugheber mit der erfindungsgemäß aufgebrachten Auflage im Gegensatz zu einem Vakuumsaugheber mit Asbestumwicklung auch sehr gut geeignet zur Handhabung kalter Werkstücke.

Die Auflagefläche des Grundkörpers wird erforderlichenfalls an die Konturen des zu fördernden Werkstücks angepaßt, damit vom ersten Werkstück an ein sicheres Heben und Fördern bzw. Positionieren gewährleistet wird.

Handelt es sich beispielsweise bei dem zu fördernden Werkstück um einen Gegenstand mit kugelförmiger Oberfläche, so wird die Auflagefläche von der Außenseite zur Mittelfläche hin geneigt, um der Oberfläche des Werkstücks zu entsprechen. Weist der zu fördernde Gegenstand eine zylindrische Oberfläche auf, so kann die Auflagefläche des Vakuumsaughebers aus der an sich eben ausgeführten Arbeitsseite heraus in der Weise gekrümmt werden, daß sie der zylindrischen Kontur des zu fördernden Werkstücks angepaßt ist. Es ist auch ohne weiteres denkbar, daß zwei solche Anpassungen überlagert ausgeführt werden. Bei nicht zentralsymmetrischer Konturanpassung ist der Saugheber jedoch jeweils in bestimmter Ausrichtung an das Werkstück heranzuführen.

Das Unterlegen mit mehreren Schichten eines Auflagematerials bietet den Vorteil, daß nach Verschleiß der Decklage nicht ein plötzlicher Übergang zu einem harten Material, das unerwünschte Markierungen auf der Oberfläche der Werkstücke zurückläßt oder das u. U. sogar zu der unerwünschten Überkühlung der Werkstücke führt, vermieden wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel eines Vakuumsaughebers mit vollflächig überspannter Arbeitsseite näher erläutert. Die Abbildung zeigt einen Halbschnitt durch einen Vakuumsaugheber zum Halten und Umsetzen eines Fernsehbildschirms mit im wesentlichen kugeliger Oberfläche.

Der Vakuumsaugheber weist zunächst einen Grundkörper 2, üblicherweise aus Metall, meist aus Stahl auf. Der Grundkörper hat eine Stirn- oder Arbeitsseite mit einer ringförmigen Auflagefläche 4 und einer gegenüber der Auflagefläche 4 zurückgesetzten Mittelfläche 6, die von der Auflagefläche 4 umschlossen wird. Die Mittelfläche 6 ist eben, während die Auflagefläche 4 um 3° von der Außenkante zur Mittelfläche hin geneigt ist, um so beim Halten und Umsetzen besser an einem Fernsehbildschirm mit kugeliger Oberfläche anzuliegen. Die Auflagefläche 4 weist einen gegenüber dem rückwärtigen Bereich des Grundkörpers vergrößerten Durchmesser auf.

Der durch das Zurücksetzen der Mittelfläche 6 gegenüber der Auflagefläche 4 entstehende zylindrische Hohlraum 8 dient zum Aufbauen des Haltevakuums.

Der der Arbeitsseite des Grundkörpers 2 gegenüberliegende rückseitige Bereich weist einen Anschluß 10 für eine Hebevorrichtung und einen Anschluß 12 für das Anlegen des Vakuums auf.

Zwischen Arbeitsseite und rückwärtigem Bereich des Grundkörpers erstreckt sich in axialer Richtung eine ringförmige Umfangsfläche 14.

Der Vakuumsaugheber weist weiterhin ein Dichtelement 16 in Form eines Gewebes aus Glasfaser, beispielsweise Isothermtuch-D von Frenzelit, auf.

Das Dichtelement 16 hat einen kreisförmigen Umriß und wird mittig auf der Arbeitsseite des Grundkörpers angeordnet. Es wird fixiert mit einer Spannschraube 18 und einer Andruckscheibe 20, die ein Anliegen des Dichtelements 16 an der Mittelfläche 6 gewährleistet, so daß ein ausreichender Hohlraum 8 verbleibt. Das Dichtelement 16 weist im Bereich des Vakuumanschlusses 12 eine Öffnung auf, um ein Evakuieren des Hohlraums 8 zu ermöglichen.

Das straffe Spannen des Dichtelements 16 über die Auflagefläche 4 erfolgt durch Fixieren mittels eines Spannrings 22 auf der Umfangsfläche 14. Das Glasfasergewebe liegt nach dem Spannen glatt auf der Auflagefläche 4 auf, so daß nach Auflegen des Vakuumsaughebers auf das Werkstück und Anlegen des Vakuums ein weitgehend abdichtendes Anliegen des Gewebes 16 sowohl an der Oberfläche des Fernsehbildschirms als auch an der Auflagefläche 4 gewährleistet ist. Somit kann während des Hebens und Umsetzens ein ausreichendes Vakuum aufrechterhalten werden.

Bei dieser Ausführung eines Vakuumsaughebers wird eine Stauch- und/oder Scherbelastung des Dichtelements 16 vermieden und damit die Standzeit des Saughebers erheblich erhöht.

Zur weiteren Erhöhung der Lebensdauer werden kreisringförmige Zuschnitte 26 aus einem Material, wie es auch für Dichtelemente 16 verwendet wird, auf die Auflagefläche 4 zwischen Auflagefläche und Dichtelement 16 angeordnet. Diese Zwischenlagen 26 aus schlecht wärmeleitendem Material verhindern, wenn das Dichtelement 16 gegen Ende der Standzeit bereits stellenweise verschlissen ist, einen Kontakt des heißen Fernsehbildschirms mit der gut wärmeleitenden Auflagefläche 4, der zu unerwünschten Abdrücken und Markierungen an der Glasoberfläche und/oder zum Zerspringen des Fernsehbildschirms wegen zu starker lokaler Überkühlung führen kann. Dabei können die kreisringförmigen Zuschnitte 26 entweder aus dem gleichen Material wie das Dichtelement 16 oder aus einem anderen, beispielsweise dünneren oder auch aus billigerem textilen Gewebe gefertigt werden.

Bezugszeichenliste

2 Grundkörper
4 Auflagefläche
6 Mittelfläche
8 zylindrischer Hohlraum
10 Anschlußvorrichtung für Hebewerkzeug
12 Anschluß für Vakuumleitung
14 Umfangsfläche
16 Dichtelement
18 Spannschraube
20 Andruckscheibe
22 Spannring
26 Zwischenlagen

Claims

1. Vakuum-Saugheber zum Halten und Umsetzen eines heißen Werkstücks, insbesondere eines Werkstücks aus Glas, mit einer gekrümmten Oberfläche, mit einem Grundkörper (2), der eine dem Werkstück zugewandte Arbeitsseite und einen sich daran anschließenden rückwärtigen Bereich aufweist, der mit Mitteln (10) zur Befestigung an einer Vorrichtung und mit einem Vakuumanschluß (12) versehen ist, und mit einem auf der Arbeitsseite des Grundkörpers angeordneten Dichtelement (16) aus einem schlecht wärmeleitenden, hitzebeständigen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet,
daß der Grundkörper (2) auf der Arbeitsseite eine Auflagefläche (4) aufweist, die eine gegenüber der Auflagefläche zurückgesetzte Mittelfläche (6) umschließt, wodurch ein Vakuumraum (8) abgegrenzt ist, der mit dem Vakuumanschluß in Verbindung steht,
die dem Werkstück zugewandte Auflagefläche (4) ringförmig geschlossen ausgebildet ist, wobei deren Neigung und Krümmung der Außenkontur des zu haltenden Werkstücks angepaßt ist, und
das Dichtelement (16) aus mindestens einer Lage eines textilen Gebildes auf der Basis von anorganischen Fasern besteht, mit der die Auflagefläche (4) des Grundkörpers (2) belegt ist.

2. Saugheber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das textile Gebilde ein Glasfasergewebe als Grundlage hat.

3. Saugheber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfasergewebe mit Silikon präpariert und/oder mit einer silikonhaltigen Rückseitenbeschichtung versehen ist.

4. Saugheber nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Lage des textilen Gebildes über die gesamte Arbeitsseite des Grundkörpers (2) und außerhalb der Auflagefläche zum rückwärtigen Bereich des Grundkörpers (2) gespannt und dort an ihm befestigt ist.

5. Saugheber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der rückwärtige Bereich des Grundkörpers (2) eine sich im wesentlichen in axialer Richtung des Grundkörpers erstreckende Umfangs-Ringfläche (14) aufweist, auf der die mindestens eine Lage des textilen Gebildes mittels eines ringförmigen Spannelementes (22), beispielsweise in Form einer Schlauchschelle, befestigt ist.

6. Saugheber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die Arbeitsseite des Grundkörpers (2) aufweisende Teil flanschartig nach außen vorspringt und diese sich im wesentlichen in axialer Richtung erstreckende Umfangs-Ringfläche (14) gegenüber dem Außenumfang der Auflagefläche (4) zurückgesetzt ist.

7. Saugheber nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Lage (16) des textilen Gebildes innerhalb der Auflagefläche (4) in den Vakuumraum hineingezogen und an dessen Grund mittels eines Spannelements (18, 20), insbesondere in Form einer Andruckscheibe, befestigt ist.

8. Saugheber nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Lage (16) des textilen Gebildes in ihrem Bereich innerhalb der Auflagefläche (4) mit mindestens einer Öffnung für die Vakuumverbindung versehen ist.

9. Saugheber nach mindestens einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Lage (16) des textilen Gebildes im Bereich der Auflagefläche (4) mit einer oder mehreren weiteren Lagen (26) eines schlecht wärmeleitenden, hitzebeständigen Werkstoffs unterlegt ist.

10. Saugheber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichet, daß diese weiteren Lagen (26) eines schlecht wärmeleitenden, hitzebeständigen Werkstoffs aus dem gleichen textilen Gebilde bestehen wie die mindestens eine Lage (16).