DE4333860A1 - Anlage zur Luftverteilung an wenigstens einen zu einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschine gehörenden Saugnapf - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Luftverteilung an wenigstens einen zu einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschine gehörenden Saugnapf.

Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Anlage vom obengenannten Typ, die dazu dient, an Maschinen verwendet zu werden, welche dazu bestimmt sind, Folienmaterial zu verarbeiten, wie zum Beispiel Schweißmaschinen für zylindrische Körper, bestimmt zur Herstellung von Dosen.

Wie bekannt ist, erfolgt bei den automatischen Maschinen, bestimmt zur Verarbeitung von metallenem oder nicht-metallenem Folienmaterial, die Zuführung des Materials selbst allgemein durch Saugnäpfe, die zu einer Anlage zur Luftverteilung gehören. Diese Saugnäpfe sind an Vakuumpumpen angeschlossen und werden den Folien gegenüber, die normalerweise gestapelt sind, verschoben, so daß sie an der Folie, die sich an dem oberen oder dem unteren Ende des Stapels befindet, anhaften können. Folglich werden die Saugnäpfe so verfahren, daß das Abheben dieser Folie möglich ist sowie das Weiterleiten derselben an geeignete Mittel, die den Transport an die verschiedenen Bearbeitungsstationen der Maschine vornehmen.

Die transportierte Folie muß sich nun von den Saugnäpfen lösen, um weiter behandelt werden zu können, und damit dieses Lösen erfolgen kann, muß die Verbindung der Saugnäpfe zu den Vakuumpumpen im entsprechenden Augenblick unterbrochen werden, und die Saugnäpfe selbst werden mit der Raumluft in Verbindung gebracht. Um diesen Verbindungswechsel zu vollziehen, werden allgemein Dreiwegeventile mit Druckluftantrieb verwendet, die zu der erwähnten Anlage zur Luftverteilung gehören, und die in einer großen Auswahl vorhanden und allgemein im Handel erhältlich sind.

Man hat jedoch festgestellt, daß, wenn diese Art Ventile an sehr schnellen Maschinen verwendet werden, in welchen die Zahl der zuzuführenden Folien bei verschiedenen Hundert pro Minute liegt, diese Ventile selbst zu verschiedenen Nachteilen (die von dem Leistungsmangel des Druckluftteils des Antriebes herrühren) von besonderer praktischer Wichtigkeit führen, die entscheidend in bezug auf die Betriebstüchtigkeit der Maschinen in ihrer Gesamtheit sind.

Tatsächlich erweist sich die notwendige Zeit, um den Saugeffekt der Saugnäpfe am Ende eines jeden Arbeitszyklus zu neutralisieren, als allgemein zu lang. Dieser Nachteil ergibt sich aus der Tatsache, daß die Länge der die Saugnäpfe mit den Ventilen verbindenden Leitungen ein schnelles Strömen der darin enthaltenen Luft verhindern, und die beschriebene Langsamkeit des Ansprechens wird häufig nur zum Teil und unter erheblichem Kostenaufwand ausgeglichen, indem man auf Pumpen mit erheblicher Förderleistung zurückgreift.

Es ist außerdem allgemein sehr schwierig, betrieblich gesehen die Wirkung der Saugnäpfe mit den Arbeitszyklen der restlichen Stationen der automatischen Maschine zu synchronisieren, und zwar infolge der Tatsache, daß sich bei den hohen Geschwindigkeiten auch die geringsten Trägheiten verschiedener Art auf den Arbeitsrhythmus auswirken.

Die Schwierigkeit, das Greifen und das Ablegen der Folie mit dem Betrieb der übrigen Maschine zu synchronisieren, wird noch erheblich verstärkt durch die gleiche schon erwähnte Langsamkeit des Ansprechens der Saugnäpfe, besonders in der Phase des Lösens des transportierten Teiles, was auf die große zu steuernde Luftmenge zurückzuführen ist. Praktisch wirkt der Saugnapf (zusammen mit der an diesen angeschlossenen Leitung) selbst als Halteelement (auch durch mechanische Wirkung) für eine gewisse und nicht zu unterschätzende Dauer, auch nach der Unterbrechung der Saugwirkung.

Insgesamt sind schließlich die erwähnten Nachteile entscheidend und machen es praktisch unmöglich, einen sehr schnellen und gleichzeitig präzisen Betrieb der genannten automatischen Maschinen zur Bearbeitung von Folienmaterial zu erreichen. Dies drückt sich in der Unmöglichkeit aus, Zahlenwerte zu erreichen, die auf 800-850 Hübe pro Minute hinzielen, Werte, die von Maschinen der obengenannten Art erreicht werden könnten, wenn sie entsprechend beschickt würden.

In dieser Situation ist die technische Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, eine Anlage zur Luftverteilung herzustellen, die wenigstens einen Saugnapf bedient und in der Lage ist, die erwähnten Nachteile zu vermeiden und den genannten und mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschinen einen präzisen und zuverlässigen Betrieb zu sichern.

Im Bereich dieser technischen Aufgabe ist es ein wichtiger Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Anlage zur Luftverteilung vom obengenannten Typ herzustellen, welche eine einfache Struktur aufweist, nicht sehr teuer und von den Industrien dieser Branche leicht herstellbar ist.

Die Erfindung, die durch die Ansprüche gekennzeichnet ist, löst das Problem durch die Lieferung einer Anlage zur Luftverteilung an wenigstens einen zu einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschine gehörenden Saugnapf, vom Typ enthaltend ein Dreiwegeventil, welches einen ersten, einen zweiten und einen dritten Kanal aufweist; wobei der genannte erste Kanal mit dem genannten Saugnapf in Verbindung steht, der genannte zweite Kanal mit den Saugmitteln und der genannte zweite und dritte Kanal wechselweise mit dem genannten ersten Kanal in Verbindung gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte dritte Kanal mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht.

Vorzugsweise wird eine Anlage zur Luftverteilung an wenigstens einen zu einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschine gehörenden Saugnapf hergestellt, und zwar vom Typ enthaltend ein Ventil, welches folgende Elemente aufweist: einen Körper, verbunden mit einem beweglichen Support und mechanisch wenigstens einen genannten Saugnapf haltend, versehen im Inneren mit einem im wesentlichen zylindrischen Hohlraum, der mit dem Saugnapf selbst in Verbindung steht, einen Hohlkolben, der koaxial in dem genannten Hohlraum entgegen elastischen Mittel beweglich ist, und der innen von einem ersten, mit dem genannten Saugnapf in Verbindung stehenden Kanal durchlaufen ist sowie von einem zweiten, von Saugmitteln abhängigem Kanal und einem dritten Kanal, der in der Nähe des genannten Saugnapfes angeordnet ist; wobei der genannte Hohlkolben mit Öffnungen versehen ist, die wechselweise zu dem genannten zweiten und dritten Kanal ausrichtbar sind, und zwar je nach der Position des Kolbens selbst, und wobei mechanische Antriebselemente vorgesehen sind, die dazu dienen, den genannten Kolben synchron mit den Verschiebungen des genannten beweglichen Supportes zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte dritte Kanal mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht.

Die technischen Eigenschaften der Erfindung zu den obengenannten Zwecken sind deutlich aus dem Inhalt der nachstehenden Ansprüche erkennbar, und die Vorteile derselben gehen deutlicher aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung hervor, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen gemacht wurde, welche eine rein als Beispiel gedachte und nicht begrenzende Verwirklichungsform darstellen, und von denen

• - Abb. 1 im Schnitt ein Ventil zeigt, das zu der Anlage zur Luftverteilung nach der Erfindung gehört, sowie einen an das Ventil selbst angeschlossenen Saugnapf;
• - Abb. 2 zeigt in einer gegenüber der Abb. 1 um 90° gedrehten Ansicht dasselbe Ventil und die direkt an dieses angrenzenden Teile der Maschine; und
• - Abb. 3 zeigt in Form eines Blockschemas eine Gesamtansicht der Anlage zur Luftverteilung nach der vorliegenden Erfindung.

Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen ist mit 100 in ihrer Gesamtheit eine Anlage zur Luftverteilung an wenigstens einen zu einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschine (nicht gezeigt) gehörenden Saugnapf 5 bezeichnet.

Zu der Anlage 100 gehört ein insgesamt mit 1 bezeichnetes Ventil, welches im großen und ganzen aus einem Körper 2 besteht, der von einem beweglichen Support 3 gehalten wird, aus einem in den Körper 2 eingesetzten und direkt einen Saugnapf 5 tragenden rohrförmigen Support 4, sowie aus einem Hohlkolben 6, der gleitbar in den rohrförmigen Support 4 eingesetzt ist und in seinen Bewegungen von mechanischen Antriebselementen 7 gesteuert wird, die sich an einem feststehenden Gestell 8 der Maschine befinden, welche das Ventil 1 verwendet. Der Hohlkolben 6 weist einen oberen Abschnitt auf, der koaxial von einem Kanal 6′ durchlaufen wird, welcher oben mit dem Saugnapf 5 verbunden ist.

Im Detail gesehen, ist der Körper 2 des Ventils 1 an dem beweglichen Support 3 durch ein schraubbares Verbindungselement 9 befestigt, welches in der Lage ist, auch eine Positionierung nach Wahl des Körpers 2 entlang dem Support 3 vorzunehmen. Der Körper 2 ist hohl, da er intern einen zylindrischen und an den Enden offenen Hohlraum 10 aufweist. Der Hohlraum 10 steht außerdem mit zwei in den Körper 2 eingearbeiteten Kanälen in Verbindung, und zwar einem ersten Kanal 11, dessen Aufgabe nachstehend besser verdeutlicht wird, und der dicht an dem einen Ende des Körpers 2 angeordnet ist, an welchem der Saugnapf 5 angebracht ist, sowie einem zweiten Kanal 12, weiter von dem Saugnapf 5 entfernt und zur Verfügung von hier nicht gezeigten Saugmitteln stehend, die über eine Leitung 101′ von einer Ansaugpumpe 101 (Abb. 3) abhängig sind. Der Hohlraum 10 ist zum Teil verschlossen an dem von dem Saugnapf 5 entfernten Ende, und zwar durch eine aufgeschraubte Kappe 13.

Der rohrförmige Support 4 ist gleitbar in das Innere des Hohlraums 10 eingesetzt und ragt aus diesem heraus, um direkt durch Aufschrauben den Saugnapf 5 zu halten.

Der rohrförmige Support 4, der innen hohl ist, ist mit ersten Schlitzen 14 versehen, die im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie der erste Kanal 11 angeordnet und zu diesem ausrichtbar sind, sowie mit zweiten Schlitzen 15, ebenfalls im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie der zweite Kanal 12 angeordnet und zu diesem ausrichtbar. Die zweiten Schlitze 15 sind in axialer Richtung zu dem rohrförmigen Support 4 besonders ausgedehnt.

Es ist außerdem vorgesehen, daß der rohrförmige Support 4 im Verhältnis zu dem Körper 2 entgegen einer äußeren Feder 16 beweglich ist, die zwischen dem herausragenden Ende des rohrförmigen Supportes 4 selbst und dem Körper 2 aktiv ist.

Der Hohlkolben 6 ist gleitbar in das Innere des rohrförmigen Supportes 4 eingesetzt und kann im Verhältnis zu dem Hohlraum 10 des Körpers 2 folglich koaxial gleiten, und die Bewegungen des Hohlkolbens 6 selbst werden auf der einen Seite durch die aufgeschraubte Kappe 13 begrenzt, die einen Endanschlag bildet, und auf der entgegengesetzten Seite durch den Widerstand einer Druckfeder 17, die von einem Seeger-Ring 18 gehalten wird, eingesetzt in den Hohlraum 10.

Intern ist der Hohlkolben 6 in axialer Richtung auf solche Weise gebohrt, daß er sich in Richtung des Saugnapfes 5 als offen erweist. Außerdem weist er erste Öffnungen 19 in der Nähe des Saugnapfes 5 auf, sowie zweite Öffnungen in einer weiter entfernten Position. Der Abstand zwischen den ersten 19 und zweiten Öffnungen 20 ist größer als der zwischen den ersten Schlitzen 14 und den zweiten Schlitzen 15 vorhandene sowie als der, der zwischen dem ersten Kanal 11 und dem zweiten Kanal 12 vorhanden ist. Tatsächlich sind die Öffnungen 19 und 20 auf solche Weise positioniert, daß, wenn eine derselben zu einem Schlitz 14, 15 ausgerichtet ist, die andere Öffnung praktisch verschlossen ist und umgekehrt.

Der Hohlkolben 6 wird entgegen der Druckfeder 17 durch die genannten mechanischen Antriebselemente 7 bewegt, die zum Teil in Abb. 1 und zum Teil in Abb. 2 hervorgehoben sind. Diese Elemente 7 enthalten einen Schieber 21, der in Form eines Stiftes ausgebildet und zwischen der aufgeschraubten Kappe 13 und dem Hohlkolben 6 eingesetzt ist, einen um einen Anlenkpunkt 23 schwenkbaren und auf den Schieber 21 treffenden Hebel 22, sowie eine Nocke 24; die auf den Hebel 22 wirkt und an dem feststehenden Gestell 8 befestigt ist.

Bei dem Hebel 22 handelt es sich um einen Winkelhebel, an dem an den Seiten des Anlenkpunktes 23 zwei Arme vorgesehen sind: ein erster Arm 22a (Abb. 2), der auf den Schieber 21 entgegen der Druckfeder 17 trifft, und ein zweiter Arm 22b, der einen Rollenstößel 25 in direktem Kontakt mit einer Nocke 24 hält.

Die Nocke 24 ist an dem Gestell 8 befestigt, und zwar durch eine Schraube 26, die durch einen Schlitz geht, der dazu dient, die Positionierung in der Höhe der Nocke 24 selbst zu erlauben.

Nach dem was in Abb. 3 gezeigt wird, steht der Kanal 11 über eine Leitung 102 mit einem Behälter oder einem Speicher 103 in Verbindung, welcher über einen an einer Leitung 106 angeordneten Druckregler 104 (bekannter Art) und einen Hahn 105 an eine Druckluftquelle angeschlossen ist, schematisch als Block 17 dargestellt. Der Behälter 103 ist ebenfalls über eine Leitung 108, entlang welcher ein Hahn 109 angeordnet ist, mit einem Manometer 110 verbunden.

Es wird nun der Betrieb der Anlage 100 beschrieben, wobei davon ausgegangen wird, daß der an das Ventil 1 angeschlossene Saugnapf 5 die Aufgabe hat, aufeinanderfolgend Folien 111 vom Boden eines Stapels 112 zu entnehmen, der aus einer Anzahl von übereinander angeordneten Folien 111 besteht.

Wenn der Rollenstößel 25 sich auf der Nocke 24 befindet, hält der erste Arm 22a des Hebels 22 den Hohlkolben 6 angehoben, und zwar durch den Schieber 21. Somit ist die Saugpumpe 101 über den zweiten Kanal 12, die zweiten Schlitze 15 und die zweiten Öffnungen 20 mit dem Saugnapf 5 in Verbindung gebracht. Diese Verbindung mit dem Saugnapf 5 wird dank der Ausbildung der zweiten Schlitze 15 gehalten, die besonders in der Länge ausgedehnt sind, auch wenn der Saugnapf 5 den rohrförmigen Support 4 nach unten drückt, der sich in der Nähe seines oberen Totpunktes befindet. Die Bewegungen des rohrförmigen Supportes 4 werden von der äußeren Feder 16 gesteuert, welche den grundlegenden Zweck hat zu erlauben, daß der Saugnapf 5, der an seinem oberen Totpunkt im Kontakt mit einer Folie 111 angekommen ist, für eine bestimmte Dauer mit dieser im Kontakt bleibt. Auf diese Weise ist es dem Saugnapf 5 möglich, vollständig an der Folie 111 anzuhaften, und dem Kreis Pumpe 101 - Saugnapf 5, einen ausreichenden Vakuumgrad zu erreichen, um ein sicheres Lösen der Folie 111 von dem Stapel 112 zu gewährleisten. Außerdem kann die äußere Feder 16 kleine Unebenheiten der zu entnehmenden Folie ausgleichen, die auf mögliche Verformungen der Folie selbst zurückzuführen sind.

Wenn der Rollenstößel 25 nicht auf die Nocke 24 trifft, da sich der bewegliche Support 3 gesenkt und das Ventil 1 mitgenommen hat, befindet sich die Gesamtheit der innerhalb des Ventils liegenden Elemente in der in Abb. 1 gezeigten Darstellung. Daher ist die Verbindung zwischen dem zweiten Kanal 12 und dem inneren Hohlraum des Hohlkolbens verhindert, während der erste Kanal 11 sich über die ersten Schlitze 14 und die ersten Öffnungen 19 mit dem Saugnapf 5 in Verbindung befindet. Praktisch erweist sich der Saugnapf 5 somit in vorübergehender Verbindung mit der Druckluftquelle 107, so daß der vorher vorhandene Unterdruck zwischen der oberen Oberfläche des Saugnapfes 5 und der unteren Oberfläche einer Folie 111 auf im wesentlichen unverzügliche Weise annulliert wird, und er wird sogar durch einen größeren Druck als den atmosphärischen ersetzt, der durch den Druckregler 104 beliebig eingestellt werden kann und in der Lage ist, das unverzügliche Lösen der Folie 111 selbst von dem Saugnapf 5 zu bewirken.

Die Erfindung erreicht somit die gewünschten Zwecke.

Tatsächlich ist es offensichtlich, daß die Anlage 100 zur Luftverteilung an den Saugnapf 5 dank der beschriebenen zyklischen Verbindung mit der Druckluftquelle 107 (abwechselnd zu der Verbindung mit der Unterdruckquelle) es erlaubt, die notwendige Zeit, um die Saugwirkung der Saugnäpfe am Ende eines jeden Arbeitszyklus zu neutralisieren, also praktisch zu annullieren, auf den gewünschten Wert genau zu steuern, und zwar mit der daraus sich ergebenden Gewährleistung eines präzisen und zuverlässigen Betriebes, auch bei hohen Geschwindigkeiten, der Maschinen, an denen die Saugnäpfe 5 installiert sind.

Die so ausgelegte Erfindung unterliegt zahlreichen Änderungen und Varianten, die alle in den Bereich des erfinderischen Konzepts fallen. Außerdem können alle Details gegen technisch gleichwertige Elemente ausgetauscht werden.

Claims (6)

1. Anlage zur Luftverteilung an wenigstens einen zu einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschine gehörenden Saugnapf, vom Typ enthaltend ein Dreiwegeventil (1), welches einen ersten (6′), einen zweiten (12) und einen dritten (11) Kanal aufweist; wobei der genannte erste Kanal (6′) mit dem genannten Saugnapf in Verbindung steht, der genannte zweite Kanal (12) mit Ansaugmitteln (101) und der genannte zweite (12) und dritte Kanal (11) wechselweise mit dem genannten ersten Kanal (6′) in Verbindung gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte dritte Kanal (11) mit einer Druckluftquelle (107) in Verbindung steht.

2. Anlage zur Luftverteilung an wenigstens einen zu einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschine gehörenden Saugnapf, vom Typ enthaltend ein Ventil (1), welches folgende Elemente aufweist: Einen Körper (2), verbunden mit einem beweglichen Support (3) und mechanisch wenigstens einen genannten Saugnapf (5) haltend, und der innen mit einem im wesentlichen zylindrischen Hohlraum (10) versehen ist, welcher mit dem Saugnapf (5) selbst in Verbindung steht, einen Hohlkolben (6), der koaxial in dem genannten Hohlraum (10) entgegen elastischen Mitteln (17) beweglich ist und innen von einem ersten und mit dem genannten Saugnapf (5) in Verbindung stehen Kanal (6′) durchlaufen wird, einen zweiten, von Ansaugmitteln (101) abhängigen Kanal (12), sowie einen dritten Kanal (11), in der Nähe des genannten Saugnapfes (5) angeordnet; wobei der genannte Hohlkolben (6) mit Öffnungen (20, 19) versehen ist, die wechselweise zu dem genannten zweiten (12) und dritten (11) Kanal ausrichtbar sind, je nach der Position des Hohlkolbens (6) selbst, und wobei mechanische Antriebselemente (7) vorgesehen sind, dazu dienend, den genannten Hohlkolben (6) synchron mit den Bewegungen des genannten beweglichen Supportes (3) zu verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte dritte Kanal (11) mit einer Druckluftquelle (107) in Verbindung steht.

3. Anlage zur Luftverteilung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Luftbehälter (103) enthält, der zwischen dem genannten dritten Kanal (11) und der genannten Druckluftquelle (107) eingesetzt ist.

4. Anlage zur Luftverteilung nach den Patentansprüchen von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Druckregeleinrichtung (104) enthält, die zwischen dem genannten dritten Kanal (11) und der genannten Druckluftquelle (107) eingesetzt ist.

5. Anlage zur Luftverteilung nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Manometer (110) enthält, das von dem genannten Luftbehälter (103) abhängig ist.

6. Anlage zur Luftverteilung an wenigstens einen zu einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Maschine gehörenden Saugnapf, nach den vorstehenden Patentansprüchen und nach dem was unter Bezugnahme auf die Abbildungen in den beiliegenden Zeichnungen und zu den gewünschten Zwecken beschrieben und gezeigt wurde.