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HINTERGRUND
ZU DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft eine Vakuumgreifvorrichtung
zum Bewegen von rollenförmigen
Lasten, wobei die Lasten aufeinander gestapelt werden und auf ihren
ebenen Endflächen
ruhen und wobei die Vakuumgreifvorrichtung eine gegen die Stirnfläche einer
Last anzulegende Saugplatte umfasst.
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Die beschriebene Vakuumgreifvorrichtung kann
zum Heben und Bewegen von Rollen verwendet werden, auf denen beispielsweise
Papier, Metall, Kunststoff oder Laminat aufgerollt ist. Die Erfindung kann
ferner zum Bewegen von zylindrischen Hohlkörpern mit ebenen Stirnseiten
verwendet werden. Die Vakuumgreifvorrichtung kann hebbar und senkbar
an einer Hebevorrichtung eines Krans aufgehängt sein, wobei auch andere
Hebevorrichtungen hierfür
verwendet werden können.
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Eine konventionelle Vakuumgreifvorrichtung aus
dem Stand der Technik ist in der Veröffentlichung DE-U 84 35 161
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 entsprechend beschrieben.
Die Vorrichtung weist im unteren Bereich eine ebene Saugplatte mit
mehreren konzentrischen Ringdichtungen auf, die auf der Unterseite
der Saugplatte beabstandet angeordnet sind, um die Greiffläche zu schaffen.
Wenn die Saugplatte durch Absenken auf die die Greif- oder Haltefläche der
Last bildende Stirnfläche
aufgelegt wird, grenzen die Ringdichtungen voneinander getrennte
Vakuumräume
zwischen der Saugplatte und der zu bewegenden Last ab. Selbstverständlich müssen die
Ringdichtungen nicht unbedingt kreisförmig gestaltet zu sein, sondern
können
auch beliebige andere Formen aufweisen; sie können beispielsweise elliptisch
oder eckig gestaltet sein, vorausgesetzt, dass sie einen geschlossen Ring
bilden. Ebenfalls ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Ringdichtungen
jeweils eine innerhalb der nächsten
angeordnet sind. Es ist auch möglich, mehrere
voneinander beabstandete Vakuumräume vorzusehen.
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Über
in der Saugplatte ausgebildete Öffnungen
und eine mit einem Ventil versehene Verbindungsleitung sind die
Vakuumräume
mit einer Vakuumquelle verbunden, die einen Vakuumgenerator umfasst.
Solange an der Vakuumgreifvorrichtung keine Last hängt, ist
die strömungsmäßige Verbindung zu
dem Vakuumgenerator getrennt, und der oder die Vakuumräume sind
belüftet.
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Um eine Last zu heben, wird die Vakuumgreifvorrichtung
auf die Last abgesenkt und die Ventilvorrichtung in eine Saugstellung
versetzt, wodurch eine strömungsmäßige Verbindung
zwischen der Vakuumquelle und dem Vakuumraum oder den Vakuumräumen hergestellt
wird. Falls mehrere Vakuumräume
verwendet werden, können
auch mehrere Ventile vorgesehen sein, wobei diese so eingerichtet sind,
dass die Verbindung zu der Vakuumquelle erst dann geöffnet wird,
wenn der betreffende Vakuumraum vollkommen von der Greiffläche der
Last bedeckt ist. Wenn in dem Hebeprozess in dem Vakuumraum oder
den Vakuumräumen
ein ausreichendes Vakuum hergestellt ist, lässt sich die Last heben oder bewegen.
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Nachdem die Last gehoben bzw. wieder
abgesetzt worden ist, wird die Ventilvorrichtung aus der Saugstellung
zurück
in die Belüftungsstellung
geschaltet. Die Vakuumgreifvorrichtung lässt sich daraufhin durch die
Hebevorrichtung von der abgesetzten Last abheben.
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Die oben beschriebene Vakuumgreifvorrichtung
ist oberhalb der Saugplatte mit einem Vakuumbehälter ausgerüstet, wobei sowohl der Behälter als auch
die Saugplatte im horizontalen Querschnitt kreisförmig sind.
Die obere Fläche
des Behälters
bildet eine Montagefläche,
auf der sich Aggregate und Vorrichtungen unterschiedlicher Art befestigen
lassen, die für
den Einsatz einer Vakuumhebevorrichtung erforderlich sind.
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Die Höhe von Rollenstapeln kann mehr
als 12 m betragen, so dass es aus Platzgründen erforderlich ist, diese
außerordentlich
eng zueinander anzuordnen. Für
Rollendurchmesser bis zu 2500 mm kann der minimale freie Abstand
zwischen zwei Rollenstapeln beispielsweise 100 mm betragen. Um zu verhindern,
dass die Vakuumgreifvorrichtung mit den Rollenstapeln zusammenstößt, wenn
die Vorrichtung in einen von den Rollenstapeln umgebenen Freiraum verfahren
wird, sollten die Abmessungen der Vorrichtung nicht größer sein
als der maximale Durchmesser der aufzunehmenden Rolle.
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Es wurden vielfältige Lösungen angeboten, um die hieraus
entstehenden Probleme der Unterbringung der für die Vakuumgreifvorrichtung
erforderlichen Aggregate und sonstigen Vorrichtungen zu lösen. Es
wurde vorschlagen, spezielle Aggregate getrennt von der Vakuumgreifvorrichtung
auf der Hebevorrichtung anzuordnen. Demgegenüber schlägt das FI-Patent 94615 vor,
die Montagefläche
in Form eines Sechsecks zu gestalten, da dies eine optimale Nutzung
des Raums zwischen den Rollenstapeln ermöglicht, ohne die Gefahr von
Zusammenstößen mit den
Rollenstapeln zu erhöhen,
und dadurch mehr Platz für
die Montage der Aggregate zur Verfügung gestellt wird.
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Falls es erforderlich ist, Rollen
mit sehr unterschiedlichen Durchmessern (beispielsweise mit zwei verschiedenen
Durchmessern) in ein und demselben Lagerbereich zu lagern, ist die
vernünftigste
Methode der Raumausnutzung, die Rollen in einem ihren Abmessungen
entsprechenden Matrixformat zu lagern. Die momentane Technologie
erfordert, dass die Wahl des Durchmessers der Vakuumgreifvorrichtung,
und insbesondere der Saugplatte, im Hinblick auf die kleinere (oder
die kleinste) Matrix zu treffen ist. Abhängig von dem Gewicht einer
Rolle steht dann nicht immer eine ausreichende Saugkraft zur Verfügung, um
ein sicheres Heben von Rollen mit größeren Durchmessern zu gewährleisten.
Ein kleiner Durchmesser der Saugfläche reicht wiederum nicht aus,
um die Stirnfläche
von lose gewickelten Rollen zu tragen, und die Form der Rollen kann
während
des Hebevorgangs nicht aufrechterhalten werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, das letzte der oben erwähnten
Probleme zu lösen.
Die Aufgabe wird durch eine im Anspruchs 1 definierte erfindungsgemäße Vakuumgreifvorrichtung gelöst, bei
der der äußere Umfang
der Saugplatte mit Eckenbereichen versehen ist, wobei die seitlichen Ränder oder
Kanten, die die Ecken der Abschnitte verbinden, nach innen gekrümmt sind,
und zwar so, dass der äußere Umfang
der Saugplatte die maximalen seitlichen Abmessungen des Aufbaus
oberhalb der Saugplatte bestimmt.
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Die Erfindung basiert, insbesondere
was die Saugplatte anbetrifft, auf der Tatsache, dass der minimale
Abstand zwischen einem Rollenstapel und den umgebenden Rollenstapeln
immer nur an einem einzigen Punkt existiert, nämlich auf der Verbindungslinie
der Mitten der Rollenstapel. Zwischen den Verbindungslinien ist
der Abstand größer, so
dass freie Flächen
gebildet sind. Die Erfindung basiert auf der Idee, diese Flächenbereiche
insbesondere für
die Saugplatte zu nutzen, ohne die Gefahr von Zusammenstößen mit
benachbarten Rollenstapeln zu erhöhen. Die einzige Einschränkung in
Bezug auf den oberen Aufbau besteht darin, dass dieser über die Ränder der
Saugplatte in seitlicher Richtung nicht hinausragt. Der obere Aufbau
kann dementsprechend beispielsweise ein Aufbau nach dem Stand der
Technik sein oder von der Art sein, wie sie in der Lösung gemäß dem oben
erwähnten
FI-Patent vorgeschlagen ist. Das Hauptziel besteht daher darin,
durch eine Maximierung der Fläche
der Saugplatte die Saugkraft zu steigern.
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Um den Raum zwischen den Rollenstapeln optimal
zu nutzen, kann die Anzahl und Gestalt der Eckenbereiche an der
Saugplatte im Hinblick auf eine spezielle Anordnung von Rollenstapeln
in einem Lager angepasst sein.
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Auf modernen Lagerflächen werden
Rollenstapel meistens in der Weise angeordnet, dass die Mitten der
Rollenstapel die Ecken von gleichseitigen Dreiecken bilden. Die
zweckmäßige Gestalt
des äußeren Umfangs
der Saugplatte gemäß der Erfindung ist
ein reguläres
Polygon, vorzugsweise ein Hexagon. Bei anderen Anordnungen von Rollenstapeln sind
selbstverständlich
andere Polygone für
eine optimale Nutzung des verfügbaren
Raums möglich.
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Eine besonders große Steigerung
der Oberfläche
lässt sich
erzielen, indem die seitlichen Ränder,
die die Ecken der Eckenbereiche verbinden, nach innen gekrümmt sind,
und zwar am meisten vorzuziehen in Form eines Bogens. In praktischen
Anwendungen wird dies auf angemessene Weise erreicht, wenn die bogenförmigen seitlichen
Ränder oder
Kanten zu den benachbarten Rollenstapeln konzentrisch verlaufen,
so dass die seitlichen Ränder über deren
gesamte Länge
den zugelassenen Minimalabstand zu dem benachbarten Rollenstapel
aufweisen und der freie Raum auf diese Weise optimal genutzt wird.
Um scharfkantige Ecken zu vermeiden, sollten die Ränder vorzugsweise
abgekantet oder abgeschrägt
sein.
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Um zu ermöglichen, dass die gewonnene Vergrößerung der
Oberfläche
der Saugplatte zu einer maximalen Steigerung der Saugkraft führt, sollte
der äußerste Dichtungsrand
der Dichtungsanordnung an der Unterseite der Saugplatte dem Umriss
des äußeren Umfangs
der Saugplatte folgen, und zwar so nahe wie möglich an der Kante dieses äußeren Umfangs.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Im folgenden wird die Erfindung anhand
eines Beispiels einer bevorzugten Ausführungsform gemäß den beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 veranschaulicht
eine erfindungsgemäße Vakuumgreifvorrichtung
und eine Papierrolle in einer Seitenansicht;
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2 veranschaulicht
eine Saugplatte der Vakuumgreifvorrichtung der Erfindung, von unten
betrachtet; und
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3 und 4 veranschaulichen zwei Matrizen,
die aus Rollen mit verschiedenen Maßen geformt sind, d. h. zwei
mögliche
Anordnungen von Rollen auf einer Lagerfläche.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein unterer Abschnitt einer Vakuumgreifvorrichtung 1,
wie sie in 1 gezeigt
ist, ist mit einem Vakuumbehälter 2 versehen,
der an einen hier nicht gezeigten Vakuumgenerator angeschlossen
ist. Eine Saugplatte 3 schließt die Unterseite des Vakuumbehälters 2 ab,
wobei oberhalb des Vakuumbehälters 2 eine
Gehäuse 4 angeordnet
ist, innerhalb dessen die der Vakuumgreifvorrichtung 1 zugeordneten
und in diesem Zusammenhang nicht näher erläuterten Aggregate und Vorrichtungen
untergebracht sind, wie z. B. der Vakuumgenerator, ein Notbetriebs-Vakuumgenerator,
Akkumulatoren, elektrische Schalter etc. Darüber hinaus sind innerhalb des
Gehäuses 4 gelenkig
gelagerte Führungsrollen 5 gelagert, über die die
Vakuumgreifvorrichtung hebbar und senkbar an Seilen 6 einer
hier nicht näher
beschriebenen Hebevorrichtung aufgehängt ist.
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Die Unterseite der Saugplatte 3 ist
mit Dichtungsringen 7 bis 11 versehen, von denen
jeweils einer innerhalb des nächsten
angeordnet ist, wobei der äußerste Dichtungsring 11 nahe
an dem Rand des äußeren Umfangs
12 dem Umriss des äußeren Umfangs 12 der
Saugplatte 3 folgt. Gemeinsam mit einer Oberseite 14 einer
Papierrolle 13 bilden die Dichtungsringe 7 bis 11 Vakuumräume 15 bis 18,
die dazu dienen, die Papierrolle 13 mittels eines in den
Zwischenräumen
erzeugten Vakuums anzuheben.
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Die Saugplatte 3 ist hier
als ein im Wesentlichen reguläres
Sechseck gestaltet, das Eckenbereiche 19 aufweist, die
mit Abschrägungen 20 versehen sind,
um scharfe Ecken zu vermeiden. Seitliche Ränder oder Kanten 21,
die an den Ecken der Abschrägungen 20 beginnen,
sind nach innen konkav ausgebildet, und, um die seitlichen Ränder zu
benachbarten Papierrollenstapeln 22 und 23 (3 und 4) passend auszurichten, sind die seitlichen
Ränder 21 konzentrisch
mit den benachbarten Papierrollenstapeln 22 und 23 ausgebildet.
Hierdurch steht die größtmögliche Oberfläche für die Saugplatte 3 zur
Verfügung, wobei
gleichzeitig der zugelassene Abstand zwischen den seitlichen Rändern 21 und
den Deckflächen
der Papierrollenstapel 22 und 23 eingehalten wird,
insbesondere in dem in 3 gezeigten
Fall.
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Die Gestalt des Vakuumbehälters 2 und
des Gehäuses 4 kann
beliebig sein, vorausgesetzt, dass sich deren Umrisse in seitlicher
Richtung nicht über den äußeren Umfang 12 der
Saugplatte 3 hinaus erstrecken und dass die Erzeugung eines
Vakuums im Bedarfsfall in sämtlichen
Vakuumräumen 15 bis 18 möglich ist.
In dem betreffenden Beispiel ist es vorstellbar, dass der horizontale
Querschnitt des beschriebenen Vakuumbehälters 2 und des Gehäuses 4 im
Wesentlichen mit demjenigen der Saugplatte 3 übereinstimmt.
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In 3 und 4 wird die Vakuumgreifvorrichtung 1 zwischen
Papierrollenstapel 22 bzw. 23 dirigiert, wobei
die Saugplatte die äußeren Umrisse
der Vakuumgreifvorrichtung darstellt. Die Papierrollenstapel 22 und 23 sind
so angeordnet, dass deren Mittelpunkte die Ecken eines gleichseitigen
Dreiecks bilden, wodurch eine maximale Lagerdichte erzielt wird. Da
die Vakuumgreifvorrichtung 1 mit der Saugplatte 3 der
Erfindung ausgestattet ist, ist die Saugplatte in der Lage, Rollen
mit sehr unterschiedlichen Maßen zu
heben, da sie einerseits zwischen die einen kleineren Durchmesser
aufweisenden Papierrollenstapel 22 hineinpasst und andererseits über eine
ausreichende Saugkraft verfügt,
um Rollen in dem Papierrollenstapel 23 zu heben, deren
Durchmesser beträchtlich
größer ist.
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Obige Beschreibung soll lediglich
dazu dienen, die Erfindung zu veranschaulichen. Dem Fachmann ist
es möglich,
Einzelheiten der Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche in vielfältiger Weise
zu verändern.