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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sauggreifkopf.
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Systeme
zum Greifen und Transportieren von Materialien, wie z. B. Bretter,
Blechplatten oder analoge Materialien, sind bekannt. Diese Systeme enthalten
eine Struktur, die entlang einem Rahmen beweglich angebracht ist
und einen Sauggreifkopf enthält.
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Bei
den bekannten Systemen enthalten die Sauggreifköpfe einen Kasten, der mit einer
Saugvorrichtung, im allgemeinen einer Turbine, verbunden ist, die
von dem Rahmen des Systems getragen wird. Der Kasten des Greifkopfes
umfaßt
eine Grundplatte, die Reihen von einzelnen Fächern trägt, die jeweils eine untere Öffnung,
die an der Unterseite der Grundplatte mündet, und eine obere Öffnung haben,
die mit einem beweglichen Schließelement versehen ist, das in
dem Fach angebracht ist, um die obere Öffnung zu verschließen, wenn
die untere Öffnung
nicht von einem anzuhebenden Gegenstand verschlossen ist und der
Unterdruck ausreicht, um ein Ansaugen der Klappe sicherzustellen.
Für den
Fall, daß die
untere Öffnung
des Faches von einem anzuhebenden Gegenstand verschlossen ist, bleibt
die Klappe offen und der Unterdruck im Inneren des Kastens dient dann
dazu, den Gegenstand gegen die Grundplatte des Greifkopfes zu drücken. Um
eine bessere Dichtheit des Kontaktes der Grundplatte mit dem anzuhebenden
Gegenstand zu gewährleisten,
sieht man vorzugsweise unter der Grundplatte ein Dichtungsmaterial,
wie z. B. einen Schaumstoff, vor, dessen Eigenschaften an den Oberflächenzustand
der anzuhebenden Gegenstände
angepaßt
sind.
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Eine
solche Struktur ermöglicht
ein Hantieren mit Gegenständen
mit unterschiedlichen Abmessungen, selbst wenn diese nur einen Teil
der Oberfläche
der Grundplatte des Greifkopfes einnehmen. Für den Fall, daß man eine
Vielzahl von Gegenständen mit
geringen Abmessungen oder Gegenstände mit veränderlicher Kontur anheben möchte, ist
es erforderlich, die Oberfläche
der Grundplatte in eine sehr große Anzahl von Fächern mit
ebenfalls geringen Abmessungen zu unterteilen, um sicherzustellen,
daß jeder
Gegenstand die untere Öffnung
einer ausreichenden Anzahl von Fächern
vollständig
verschließen
kann, um das Ergreifen des Gegenstandes zu ermöglichen.
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Um
einen ausreichenden Unterdruck in den Fächern gegenüber von anzuhebenden Gegenständen aufrechterhalten
zu können,
ist es ferner erforderlich, daß alle
beweglichen Schließelemente
der Fächer,
die sich nicht gegenüber
anzuhebenden Gegenständen
befinden, während
des Ergreifens der Gegenstände
sehr schnell geschlossen werden. Das Anheben jedes Schließelements,
um es gegen die obere Öffnung
des entsprechenden Faches zu drücken,
setzt einen gewissen Durchsatz durch die obere Öffnung dieses Faches voraus.
Wenn die Schließelemente
einer großen
Anzahl von Fächern
aufgrund der geringen Oberfläche
der zu ergreifenden Gegenstände
angehoben werden müssen,
ist es folglich erforderlich, in dem Kasten einen hohen Saugdurchsatz
sicherzustellen. Um eine ausreichende Hubkraft zum Anheben der handzuhabenden
Gegenstände
sicherzustellen, ist es aber erforderlich, die Saugturbinen in einer
Betriebsart arbeiten zu lassen, die für einen hohen Unterdruck sorgt,
jedoch dafür
mit einem niedrigen Durchsatz, der kein gleichzeitiges Anheben einer
großen
Anzahl von Schließelementen
ermöglicht.
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Um
diesen Nachteil zu umgehen, sind insbesondere aus den Dokumenten
FR-A-2 640 600 und US-A-4 674 785 Greifköpfe bekannt, die ein Puffervolumen
umfassen, das in Verbindung mit dem Kasten steht, der die Greiffächer enthält, wobei
eine Klappe angeordnet ist, um das Puffervolumen vom Kasten abzutrennen,
bis ein gewisser Unterdruckpegel im Puffervolumen erreicht ist.
Das Öffnen
der Klappe ermöglicht
dann ein Saugen mit einer Durchsatzleistung, die proportional zur
Abmessung des Puffervolumens ist. Um eine hohe Durchsatzleistung
sicherzustellen, ist es folglich erforderlich, Puffervolumen mit großen Abmessungen
vorzusehen. Dies bedeutet nicht nur einen großen Raumbedarf für den Greifkopf,
sondern auch ein höheres
Gewicht desselben, und dies stellt große Nachteile für eine bewegliche Struktur
dar. Ferner ruft ein heftiges Saugen durch die Gesamtheit der Fächer, die
sich nicht gegenüber anzuhebenden
Gegenständen
befinden, ein Ansaugen einer großen Menge an Staub hervor,
der sich daraufhin im Kasten absetzt und dabei Ansammlungen bildet,
die der korrekten Funktionsweise des Greifkopfes schaden. Außerdem erzeugt
die heftige Dekompression der Gesamtheit aus Kasten und Puffervolumen
während
des Absetzens der Gegenstände
einen großen
Lärm, der
zu einer Verschlechterung der Arbeitsbedingungen der Bedienpersonen
des Greifsystems führt.
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Um
diese Nachteile zu umgehen, wird erfindungsgemäß ein Sauggreifkopf vorgeschlagen,
umfassend eine Grundplatte, die Reihen von Fächern trägt, die jeweils eine untere Öffnung,
die an der Unterseite der Grundplatte mündet, und eine obere Öffnung haben,
die mit einem beweglichen Schließelement versehen ist, sowie
Verbindungsmittel zum Verbinden der oberen Öffnungen der Fächer mit
einer Saugvorrichtung, wobei die Verbindungsmittel eine Abtrennung
umfassen, die während
einer Verbindung mit der Saugvorrichtung sicherstellt, daß die oberen Öffnungen
der Fächer,
die sich nicht gegenüber
einem anzuhebenden Gegenstand befinden, kaskadenartig durch Unterdruck
geschlossen werden.
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Auf
diese Weise wird anstelle eines Sicherstellens einer gleichzeitigen
Bewegung der Gesamtheit von Schließelementen der Fächer, die
sich nicht gegenüber
einem anzuhebenden Gegenstand befinden, eine kaskadenartige Schließung genau
dieser Fächer
sichergestellt, so daß die
erforderliche augenblickliche Durchsatzleistung enorm verringert
ist, und es folglich möglich
ist, das Puffervolumen, das in den früheren Vorrichtungen erforderlich
war, zu verringern, ja sogar abzuschaffen. Außerdem wird die Bewegung der
Luft im Inneren des Greifkopfes durch die Abtrennung kanalisiert,
so daß die
während
des Greifens angesaugten Staubteilchen fortschreitend in Richtung
der Turbine mitgenommen und anschließend von derselben ausgestoßen werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsvariante
der Erfindung umfaßt
die Abtrennung eine Sammelleitung mit Zweigen, die senkrecht oberhalb
der Reihen von Fächern
angeordnet sind, wobei die Zweige miteinander gemäß einer
seriellen oder einer parallelen Verbindung verbunden sind. In jedem Zweig
der Sammelleitung sind so die Dächer
seriell verbunden, und der Greifkopf wird leicht an besondere Betriebsbedingungen
angepaßt,
indem man die entsprechenden seriellen oder parallelen Verbindungen
zwischen den verschiedenen Zweigen der Sammelleitung herstellt.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Aspekt der Erfindung umfaßt der Greifkopf Wände, die
um die Sammelleitung herum einen dichten Kasten bilden, die Saugvorrichtung
ist mit dem Kasten verbunden, die Sammelleitung hat eine Saugöffnung,
die im Inneren des Kastens mündet,
sowie einen Auslaßkanal,
der außerhalb
des Kastens mündet,
und Klappen sind der Saugöffnung
und dem Auslaßkanal
zugeordnet. Auf diese Weise dient das zwischen der Sammelleitung
und den Wänden
des Kastens enthaltene Volumen als Puffervolumen, so daß man ohne
Erhöhung
des Raumbedarfs des Greifkopfes ein schnelleres Arbeiten desselben
erreicht.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Studium
der folgenden Beschreibung von zwei besonderen, die Erfindung nicht einschränkenden
Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Figuren, in denen zeigen:
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1 eine schematische, teilweise
aufgebrochene Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Greifkopfes,
und
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2 eine schematische Draufsicht
auf eine Sammelleitung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 umfaßt der Greifkopf
auf an sich bekannte Weise eine Grundplatte 1, die Reihen
von Fächern 2 trägt, von
denen in dem aufgebrochenen Teil der Figur nur zwei zu sehen sind.
Jedes Fach 2 hat eine untere Öffnung 3, die an der
Unterseite der Grundplatte mündet,
sowie eine obere Öffnung 4,
die mit einem beweglichen Schließelement 5 versehen
ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist das Schließelement 5 eine Klappe,
die an einer Stange befestigt ist, welche die obere Öffnung 4 durchsetzt
und mit einem Führungselement 6 verbunden
ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
umfaßt
der Greifkopf nur drei Reihen von Fächern 2, obgleich
diese Anzahl in der Praxis nicht einschränkend ist.
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Erfindungsgemäß umfaßt der Greifkopf
eine Abtrennung, die eine serielle Verbindung mindestens eines Teils
der oberen Öffnungen 4 der
Fächer 2 in bezug
auf eine Saugvorrichtung 7 sicherstellt. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
umfaßt
die Abtrennung eine allgemein mit 8 bezeichnete Sammelleitung
mit drei Zweigen 8.1, 8.2 bzw. 8.3, die
jeweils senkrecht oberhalb der Reihen von Fächern 2 angeordnet
sind. In dem Ausführungsbeispiel
der 1 sind die Zweige
der Sammelleitung 8 durch Verbindungskanäle 9.1 und 9.2 seriell
miteinander verbunden.
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Ferner
umfaßt
der Greifkopf eine Seitenwand 10, die auf dichte Weise
an der Grundplatte 1 befestigt ist und die Sammelleitung 8 umgibt,
sowie einen Deckel 11, der auf dichte Weise an der Seitenwand 10 befestigt
ist, um einen dichten Kasten um die Sammelleitung 8 herum
auszubilden. Die Saugturbine 7 ist über eine flexible Leitung 12 mit
dem Inneren des so erzeugten Kastens verbunden.
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Nahe
einem ihrer Enden hat die Sammelleitung eine Saugöffnung 13,
die ins Innere des Kastens mündet
und gegenüber
der eine Klappe 14 angebracht ist, die an dem Ende der
Betätigungsstange eines
Arbeitszylinders 15 befestigt ist, der an der Seitenwand 10 des
Kastens angebracht ist. Ein Auslaßkanal 16 ist ebenfalls
mit der Sammelleitung 8 verbunden, und zwar angrenzend
an die Saugöffnung 13 und
jenseits derselben in bezug auf das Ende der Sammelleitung, das
nahe der Saugöffnung 13 ist. Der
Auslaßkanal 16 hat
eine seitliche Auslaßöffnung 17 außerhalb
des Kastens. Eine Klappe 18 wird von einem Arbeitszylinder 19 getragen,
der an der Seitenwand 10 des Kastens befestigt ist, um
sich gegenüber
der Auslaßöffnung 17 zu
erstrecken.
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Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist wie folgt: die Klappen 14 und 18 werden auf
die entsprechenden Öffnungen
aufgesetzt, die Turbine 7 wird hochgefahren und erzeugt
in dem zwischen der Sammelleitung 8 und der Seitenwand 10 des
Kastens enthaltenen Volumen fortschreitend Unterdruck. Wenn der
erforderliche Unterdruckpegel erreicht wurde, wird die Klappe 14 bewegt,
um die Saugöffnung 13 freizugeben,
und der Unterdruck breitet sich in der Sammelleitung 8 aus
und schließt dabei
nacheinander die Fächer 2,
die sich nicht gegenüber
einem anzuhebenden Gegenstand befinden, zuerst in dem Zweig 8.1 der
Sammelleitung, dann in dem Zweig 8.2 und schließlich in
dem Zweig 8.3. Es wird angemerkt, daß die Ausbreitungsgeschwindigkeit
des Unterdrucks in der Sammelleitung 8 von dem Luftdurchsatz
durch die Saugöffnung 13 abhängt. Unter
Berücksichtigung
des geringen Querschnitts der Sammelleitung 8 hat es sich
in der Praxis herausgestellt, daß sich der Unterdruck selbst
bei fehlendem Puffervolumen 10 sehr schnell in der Sammelleitung 8 ausbreitet,
d.h. wenn die Saugöffnung 13 schon
beim Hochfahren der Turbine 7 geöffnet wird. Die Verwendung
des Puffervolumens ermöglicht
folglich ein Erhöhen
der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Unterdrucks oder ein Erhöhen der Fächeranzahl
für eine
gegebene Saugturbine.
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Nach
der Manipulation der von dem Greifkopf erfaßten Gegenstände werden
diese abgesetzt, indem man die Schließung der Saugöffnung 13 durch die
Klappe 14 vornimmt und man die Auslaßöffnung 17 öffnet. Die
durch die Auslaßöffnung 17 zugeführte Luft
mit Umgebungsdruck breitet sich in der Sammelleitung 8 aus
und gewährleistet
das Absetzen der ergriffenen Gegenstände sowie das Wiederöffnen der oberen Öffnungen
der Fächer,
die sich nicht gegenüber
einem Gegenstand befinden. Dazu wird angemerkt, daß aufgrund
der besonderen Anordnung des Auslaßkanals in bezug auf die Ansaugöffnung jegliche
Restansaugung, die aus einem Dichtungsfehler der Klappe 14 resultiert,
durch den Eintritt von Luft in den Auslaßkanal 16 kompensiert
wird, so daß sich daraus
kein Halten der Sammelleitung 8 auf Unterdruck ergibt.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 sind
die drei Zweige 8.1, 8.2 und 8.3 der
Sammelleitung nach dem gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel über einen
Verbindungskanal 9, der mit demselben Ende der Zweige 8.1, 8.2 und 8.3 verbunden
ist und die Saugöffnung 13 und
den Auslaßkanal 16 enthält, parallel
angebracht. Diese Anordnung ermöglicht
ein gleichzeitiges Erzeugen eines Unterdruckes in jedem der drei
Zweige der Sammelleitung, wodurch die Betätigung der Klappen der Fächer beschleunigt
werden kann. Dies setzt jedoch voraus, daß der Durchsatz durch die Saugöffnung 13 ausreicht,
um ein gleichzeitiges Erzeugen eines Unterdruckes in jedem der Zweige
sicherzustellen.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und
es können
daran Ausführungsvarianten
vorgenommen werden, ohne daß der
Schutzumfang, wie er in den Ansprüchen definiert ist, verlassen
wird.
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Obgleich
der erfindungsgemäße Greifkopf
in Verbindung mit Schließelementen
in Form von Klappen dargestellt wurde, bezieht sich die vorliegende Erfindung
insbesondere auf einen von der Art der verwendeten Schließelemente
unabhängigen
Greifkopf.
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Auch
wenn die Erfindung mit einer Sammelleitung dargestellt wurde, die über Reihen
von Fächern
angeordnet und an der oberen Wand dieser Fächer befestigt ist, kann man
eine Sammelleitung vorsehen, welche die Reihen von Fächern umgibt und
an der Grundplatte 1 befestigt ist.
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Obgleich
die Erfindung in Verbindung mit einer Sammelleitung mit konstantem
Querschnitt dargestellt wurde, deren Zweige miteinander seriell
oder parallel verbunden sind, kann man eine Sammelleitung mit veränderlichem
Querschnitt und eine Kombination aus seriellen und parallelen Verbindungen
der verschiedenen Zweige in Abhängigkeit
der Nutzungsbedingungen des Greifkopfes vorsehen, und insbesondere
in Abhängigkeit
von der Beschaffenheit und der Form der anzuhe benden Gegenstände sowie
der Funktionseigenschaften der dazugehörigen Saugvorrichtung.
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Anstatt
in Form einer Sammelleitung ausgebildet zu sein, wie sie in 1 gezeigt ist, kann der erfindungsgemäße Greifkopf
in Form einer Abtrennung des Kastens durch Wände ausgebildet sein, die sich
zwischen der Grundplatte und dem Deckel erstrecken, wobei diese
Wände zwischen
sich Zonen begrenzen, in denen die Fächer in Reihe angeordnet sind,
wobei die verschiedenen Zonen durch Klappen seriell oder parallel
verbunden werden, die auf geeignete Weise im Inneren des Kastens
angeordnet sind, oder durch Kanäle
außerhalb
des Kastens, indem man ferner Öffnungen
vorsieht, die durch Klappen im Deckel des Kastens verschließbar sind.
Bei dieser Art von Ausführungsbeispiel
hat die Abtrennung ferner eine Funktion der Versteifung des Kastens.
In diesem Fall ist es nicht erforderlich, für gewöhnlich verwendete Versteifungselemente
vorzusehen, so daß der
Raumbedarf und das Gewicht des Kastens auf ein Minimum herabgesetzt
werden können.
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Die
Reinigung des erfindungsgemäßen Greifkopfes
kann auch verbessert werden, indem man die Verbindung der Auslaßöffnung der
Turbine 7 mit dem Auslaßkanal vorsieht. Diese Anordnung
ermöglicht
ferner ein sehr schnelles Absetzen der beförderten Gegenstände.
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Ferner
kann man ein getrenntes Saugen und ein getrenntes Ausstoßen in den
verschiedenen Zweigen der Sammelleitung vorsehen, um ein teilweises
Greifen bzw. Absetzen einer Reihe von Gegenständen zu bewirken. In diesem
Fall ist es ferner möglich
vorzusehen, daß der
Unterdruck in jedem der Zweige der Sammelleitung versetzt erzeugt
wird.
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Wie
dies weiter oben dargelegt wurde, kann sich bei einer geringen Fächeranzahl
die Durchsatzleistung der Turbine als ausreichend erweisen, um die
Klappen zu bewegen und das Erzeugen eines Unterdruckes in der Sammelleitung
sicherzustellen. In diesem Fall ist es möglich, die Turbine direkt mit der
Sammelleitung zu verbinden, indem man die Seitenwand und den Deckel
des Greifkopfes wegfallen läßt. Auf
diese Weise wird das Gewicht des Greifkopfes reduziert und seine
Beweglichkeit wird verbessert.
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In
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind
die Zweige der Sammelleitung an ihren Enden geschlossen, wobei die
Verbindung zwischen den Zweigen durch die Verbindungskanäle 9 sichergestellt
wird. In den Fällen,
in denen man eine einfache parallele Montage der Zweige der Sammelleitung ohne
Erzeugung eines Puffervolumens herstellen will, reicht es aus, wenn
jeder Zweig der Sammelleitung an einem Ende oder an beiden Enden
offen ist und man den Auslaßkanal
in eine der Wände
des Kastens münden
läßt.