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WO2011035898A1 - Sauggreifer zum aufnehmen und absetzen von stückgut - Google Patents

Sauggreifer zum aufnehmen und absetzen von stückgut Download PDF

Info

Publication number
WO2011035898A1
WO2011035898A1 PCT/EP2010/005796 EP2010005796W WO2011035898A1 WO 2011035898 A1 WO2011035898 A1 WO 2011035898A1 EP 2010005796 W EP2010005796 W EP 2010005796W WO 2011035898 A1 WO2011035898 A1 WO 2011035898A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plunger
valve
suction
row
vacuum supply
Prior art date
Application number
PCT/EP2010/005796
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kolja Schmidt
Wolfgang Echelmeyer
Hermann Franck
Original Assignee
Deutsche Post Ag
BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH
Universität Bremen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsche Post Ag, BIBA - Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH, Universität Bremen filed Critical Deutsche Post Ag
Priority to US13/498,805 priority Critical patent/US20120181804A1/en
Priority to CA2775112A priority patent/CA2775112A1/en
Priority to EP10765947A priority patent/EP2483185A1/de
Publication of WO2011035898A1 publication Critical patent/WO2011035898A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
    • B65G47/90—Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/91—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers
    • B65G47/917—Devices for picking-up and depositing articles or materials incorporating pneumatic, e.g. suction, grippers control arrangements

Definitions

  • the invention relates to suction grippers for receiving and sequentially depositing piece goods, comprising a suction surface with a plurality of suction openings, which are in connection with a vacuum supply, and a drive means for temporary connection of the suction openings with this vacuum supply.
  • suction pads are often used to implement piece goods from a first position to a second position.
  • Various devices and methods are known from the prior art, with which objects can be implemented as automated as possible.
  • robots have proven to be advantageous, which the required manual
  • robots can also unload them automatically in order to move piece goods from the respective transport device to a new position.
  • a field of application for robots is the loading and unloading of substantially parallelepipedic packages in which goods are packed, which have been introduced, for example, in boxes, boxes or foil. Postal packages can also be reloaded by robots.
  • Such robots may utilize various gripping devices for receiving articles at a first position and for subsequently releasing the articles at a second position.
  • the gripping devices are usually tailored to the nature of the item.
  • pincer-shaped grippers for example, pincer-shaped grippers, lifters in the form of plates or forks and suction devices can be used.
  • a device for loading and unloading of pallets which has a jib head as a jib, which can be moved in three directions and pivoted about a vertical axis.
  • a package can be picked up by a conveyor belt and placed specifically on a pallet positioned next to the conveyor belt. Placement takes place via an automation unit, which is controlled by a programming matrix.
  • the gripping head can be formed by a suction device or a fork. Usually, it is desirable to perform the loading or unloading process as quickly as possible.
  • European Patent EP 0 616 962 B1 proposes, for example, a method for detecting the number of rows of objects of the uppermost Stack layer on a pallet in front. In this case, sensors with detector cells detect missing objects and control the gripping means accordingly. This is an effective but very expensive process for taking multiple items.
  • the European patent EP 0 550 114 B1 discloses a device for simultaneously gripping and moving a plurality of objects of different sizes.
  • the device uses multiple suction cups, which are lowered onto a sheet of objects to be picked up. Because the objects
  • Gripping device lifts and lowers at another position to release the objects by releasing the negative pressure again at the same time.
  • this is also a complex construction with multiple sensors and moving parts, making the device very susceptible to interference.
  • Entity are discontinued, but the objects should be successively positioned, for example, on a conveyor belt, to be transported by this to the next processing station.
  • the objects should be successively positioned, for example, on a conveyor belt, to be transported by this to the next processing station.
  • German Offenlegungsschrift DE 103 52 279 A1 also discloses a device for handling objects which sequentially aligns and stores recorded objects. When recording multiple objects only those gripping elements are controlled, which are required for the reception of the regularly or irregularly arranged objects of a situation. However, this requires sensor information for the active control of individual gripper elements. This provision and evaluation of sensor information for the determination of
  • German patent application DE 10 2008 044 948 A1 discloses a suction device, in particular for receiving veneer sheets, in the individual lifting elements individually by means of a control device with a light source can be controlled.
  • the device receives from a camera information about the arrangement of veneer sheets on a stack which are used by the logic decision device, which or which of the veneer sheets is to be lifted. As a result of these decisions, the individual lifting elements are controlled separately from one another in order to select specifically
  • a gripping device is provided with a plurality of gripping elements, which several
  • Gripping elements can be lifted independently, the
  • a gripping device for carrying out such a method and the associated gripping elements can be designed in different ways.
  • suction grippers are likely to be particularly advantageous, with which a piece goods can be detected and converted at the top by negative pressure.
  • simply the vacuum can be solved, whereby the cargo falls down or can be discontinued.
  • the suction pad should work independently of the packing pattern of the piece goods and as far as possible without consuming and vulnerable sensors. According to the invention this object is achieved by a suction gripper with the features of independent claim 1.
  • the suction gripper according to the invention is suitable for the layered picking up and sequential depositing of piece goods, comprising a suction surface with a plurality of suction openings, which are in connection with a vacuum supply, and a drive device for temporary connection of the suction openings with this vacuum supply.
  • the suction gripper further comprises at least two air channels, each connecting a plurality of suction ports, each air channel is connected via at least one valve with a central, straight-running vacuum supply channel, which is in communication with the vacuum supply.
  • the at least one valve comprises at least one plunger, by the movement of which the opening and closing of the valve is controllable, wherein means for automatically moving the plungers are provided in a position in which the associated valve is closed, and arranged the plunger on a straight row of plungers are.
  • the plungers are also for actuating the plunger in functional communication with a mechanical
  • the Drive device which extends along the ram row and has mechanically movable controls for sequential control of the plunger.
  • the controls are designed to successively control the means for automatically returning the plunger to a position in which the associated valve is closed, whereby the associated valves along the
  • Tappet row can be closed sequentially.
  • the mechanical control device comprises a driven by at least two pulleys, driven timing chain, which extends along the ram row. At the timing chain are as controls several control elements in one
  • Row of control links mounted so that the control members have direct or indirect contact with a plunger and so move the plunger in a position in which the associated valve is open when a control member in the circulation of Timing chain around the two pulleys in the area of the respective plunger is.
  • the plunger can be moved by the means for automatically resetting the plunger in a position in which the associated valve is closed when no control member is in the region of the respective plunger.
  • control members are preferably cuboid and along the timing chain in the form of a row of control elements arranged side by side so that the length of the row of control elements at least equal to the length of the plunger row.
  • at least the first and last control member of the row of control elements have a beveled towards the timing chain top.
  • the timing chain can be performed in at least one guide.
  • the forming between the two pulleys two running paths of the timing chain are in a plane with the ram row.
  • Actuator on a driven camshaft which extends along the row of plungers, along the camshaft as a plurality of control cams are mounted so offset from each other on the circumference of the camshaft that the cams in a rotation of the camshaft along the row of rams successively directly or indirectly contact with the Have pestles and so on
  • the cams control the means for automatically resetting the plunger in a position in which the associated valve is closed, and the number of cams corresponds at least to the number of plungers.
  • the cams each have a snapper and a rocker arm indirect contact with the plungers.
  • a plunger while a pivotally mounted rocker arm is arranged with contact to the plunger, and a snapper is resiliently mounted about a central axis of rotation, wherein a snapper at one end a hook-shaped catch and at the other end has a contact area.
  • a rocker arm is movable by a closing bar into a position in which a pivotable end of the rocker arm engages under the catch of the respective snap and snaps under the catch, wherein the cams have successively contact the contact area of each snapper on rotation of the camshaft about its longitudinal axis.
  • the rotation of the camshaft can be effected, for example, by a drive chain acting on the circumference of the camshaft.
  • a closing bar is provided, which engages over all the rocker arms.
  • the means for automatically returning the plunger to a position in which the associated valve is closed a resilient mounting of the plunger.
  • the suction gripper has a main body and in the region of the vacuum supply channel is in this
  • Base body for each valve at least one valve opening introduced, which connects the vacuum supply channel with the associated air duct, and can be closed and opened by a valve body. It is the on the
  • Valve body mounted ram by a ram guide in
  • the valve body may be a sealing plate with which the valve opening can be closed.
  • the sealing plate is located within an air passage, and the attached to the sealing plate plunger is by a plunger receptacle from the air duct in the vacuum supply channel and by the plunger guide of the
  • Vacuum supply channel led out wherein the sealing plate covers the valve opening from the side of the air duct forth and releases when the associated plunger is moved.
  • suction gripper By means of the suction gripper according to the invention, row-wise, sequential aeration of air ducts with a plurality of suction openings can take place in a mechanical manner. Packages, which were previously taken in layers, can be dropped off or dropped as isolated. Here, the movement of the mechanism can be triggered by only one signal, whereby a rotational and repeatable movement is controlled.
  • the suction gripper invention requires no complex and sensitive sensors, which he also in
  • the degree of singulation can be adjusted by the speed of the mechanical drive device. If air ducts are vented quickly in quick succession, the packages fall off in rapid succession, while the time interval between two packages is greater at lower speeds.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the basic principle of
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of a suction gripper according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the suction gripper according to FIG. 1 in a second cross section
  • Fig. 4a is a schematic representation of the suction pad according to FIG. 1 in a
  • Top view; 4b is a schematic representation of the suction gripper according to FIG. 1 in a
  • Fig. 5 is an enlarged section of the cross section of FIG. 3 with
  • Fig. 6 is an enlarged section of the cross section of FIG. 3 with
  • FIG. 7 shows a first embodiment of the suction gripper according to FIG. 1 with a mechanical control device with a timing chain;
  • FIG. 8 shows the embodiment of the suction gripper according to FIG. 7 with completely open valves and picked-up piece goods
  • 9 shows the embodiment of the suction gripper according to FIG. 7 at the beginning of a settling cycle
  • FIG. the embodiment of the suction gripper of Figure 7 in the middle of a Absetzzyroses.
  • the embodiment of the suction gripper of Figure 7 at the end of a Absetzzyroses.
  • a plan view of a suction pad according to FIG. 12 an enlarged section of the mechanical drive device of Figure 12 with valves closed.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of the basic principle of
  • FIG. 3 shows
  • Surface suction which comprises a base body with a lower suction surface 20, in which a plurality of suction openings 21 are introduced.
  • the suction openings 21 are arranged in several rows and columns in the suction surface 20.
  • On this suction surface 21 can be known with adhesive surface suction mats from a
  • a package can be provided in the suction 21 more closing valves.
  • the not closed by a package openings of the vacuum gripper are automatically closed by a ball valve, not shown, so that a negative pressure can build up in the relevant air duct.
  • Such valve techniques are known from the prior art and are offered, for example, in the product Unigripper® of Fluidtechnik Bückeburg GmbH.
  • a plurality of suction openings 21 are connected to each other within the main body of the suction pad 10 via a respective air channel 22.
  • Embodiment of the invention 14 air channels are provided, so that 14th Rows of suction openings are formed.
  • the number of suction openings per air duct depends on the desired density of suction openings.
  • Each air channel 22 is connected via a valve to a vacuum supply channel 40, which in turn in conjunction with a non-illustrated
  • Vacuum supply 41 is, for example, via a hose with the
  • Vacuum supply channel 40 is connected.
  • the vacuum supply channel 40 is hermetically sealed from the environment and forms with the air channels 22 a closed vacuum region. Via the vacuum supply channel 40 and the opening of a valve connecting the two areas, a negative pressure can thus be generated in each air duct 22, with which packages can be sucked and held at the suction openings 21 of the respective air duct. In this case, the negative pressure is not applied to individual suction openings, but at all suction openings of an air channel, so that a negative pressure built up in rows and can be degraded again.
  • a valve is formed by a plunger 50 and a valve body 52 having a valve port 51 between
  • valve body 52 for example, plates, balls, cones or other shaped elements can be used, which are adapted to close a valve opening preferably airtight.
  • Fig. 1 is used as a valve body
  • Sealing plate 52 is used, which can close at least one valve opening 51. In each case a sealing plate 52 is disposed within each air channel.
  • the associated plunger 50 is by a plunger seat 54 from the respective air duct 22 in the vacuum supply channel 40 and by a plunger guide 53 from
  • Each plunger 50 can be outside the
  • Negative pressure range can be controlled manually. By moving the plunger 50 and thus the sealing plate 52 upwards, a valve opening is closed and so from the vacuum supply channel 40 no
  • Negative pressure built in the respective air duct Upon movement of the plunger and the sealing plate down, the valve opening is released and in the associated air duct negative pressure can be built up.
  • a valve and thus a plunger 50 is provided, wherein the plunger 50 are arranged along a row of rams, which are like the
  • Vacuum supply channel 40 is located in the middle of the air ducts 22, and the
  • Vacuum supply channel and the ram row perpendicular to the longitudinal extent of the air ducts. Both the vacuum supply channel 40 and the
  • Plunger row run approximately along a straight line.
  • 14 plungers are provided which protrude from the vacuum supply channel 40 in the form of the plunger row.
  • a mechanical activation device 30 is provided, which extends above the vacuum supply channel 40 and the plunger row in the exemplary embodiment of the invention shown in FIG.
  • Control device thus also runs approximately in a straight line. However, it does not need to be located above the vacuum supply channel 40 and the tappet row, but it is also possible to offset them to arrange.
  • the control device 30 is preferably designed such that it has mechanically movable control elements for the sequential movement of the plunger 50, whereby the plunger 50 is moved by these control elements sequentially along the row of plungers and the associated valves can thereby be closed sequentially.
  • the negative pressure in the air channels can be resolved, whereby previously taken loose packages from the suction surface.
  • a valve can be closed when a control element is in the region of a plunger or vice versa.
  • means for returning the plunger are provided, through which the valves close automatically when this is done by the controls of
  • Control device is driven. It must be no active control of these means, but the movement of a control can only release the means for automatic return of a valve. This would be the case, for example, in the case of plungers mounted resiliently in a tappet guide, which move back into a position by spring force, in which the
  • Fig. 2 shows an enlarged section of a suction gripper according to FIG. 1, wherein two outer air ducts are shown with their valves. Both the respective plunger seat 54 between air duct 22 and vacuum supply channel 40 and the plunger guide 53 are designed airtight and seal-free.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the suction gripper according to FIG. 1 in a second cross section, an air duct 22 having a plurality of suction openings 21 arranged therein being illustrated.
  • the vacuum supply channel 40, the tappet row and the drive device 30 extend transversely to the air ducts, wherein they are preferably in the middle of the air ducts to distribute the negative pressure from there evenly on both sides of the air duct.
  • Fig. 3 also shows in this cross-section a sealing plate 52 which in this embodiment closes two valve openings 51 and 51 'when the plunger 50 rises.
  • the plunger is a mechanical element of the
  • Actuator 30 is pressed down, causing an opening of the valve by lowering the sealing plate 52, which then releases at least one valve opening.
  • the plunger 50 is pressed against a spring force, so that he himself
  • FIG. 4a shows a schematic representation of the suction gripper according to FIG. 1 in a plan view.
  • the vacuum supply channel 40 and the drive device extend in the middle of the suction pad 10, but they need not be mounted as additional components on a base plate, as shown in the illustrated
  • FIG. 4b shows a schematic representation of the suction gripper according to FIG. 1 in a bottom view, the 14 rows of suction openings being visible, which run transversely to the vacuum supply channel 40.
  • FIG. 5 shows an enlarged section of the cross section of FIG. 3 with an open valve.
  • the sealing plate 52 is lowered in the air passage 22, so that the
  • Valve openings 51 and 51 ' are open and the vacuum supply channel 40 negative pressure in the associated air duct 22 can be constructed.
  • Control device 30 in this case comprises a timing chain 62, which is guided around at least two lateral deflection rollers 60 and 61. At least one of the pulleys is driven by a motor, not shown, so that one revolution of the
  • Timing chain 62 is effected around the rollers. However, the circulation of the timing chain to the pulleys is not continuous, but intermittently. For the
  • the timing chain 62 rotates the two rollers in one cycle once.
  • the timing chain 62 may be formed as a link chain, wherein it may be, for example, gears to the deflection rollers.
  • the timing chain may, however, also be, for example, a kind of toothed belt. So that the timing chain 62 can be held in a line along the ram row, it is guided, for example, by lateral guides, not shown.
  • a plurality of control members 31 are mounted in a row of control elements as controls.
  • the control members 31 are tiltably mounted about a point on the timing chain so that they can rotate around the pulleys 60 and 61, as shown on the left in Fig. 7.
  • the control members are mounted at a certain distance from each other on the timing chain. However, this distance must not be too large, so that is still a continuous
  • Row of control elements results, with a distance of about proved to be advantageous.
  • the penultimate control member has a bevelled
  • Control members 31 in the region of the plunger 50 and the drive means with the timing chain is arranged above the ram row so that they can get in contact with the plunger and depress it.
  • the length of the row of control elements corresponds at least to the length of the row of plungers, so that all the plungers can be pressed down by the control members when they are all located in the area of the plungers (see also FIG. 7).
  • the bevel is provided on the first control members. The corresponding slope on the last control members causes a gentle release of the last plunger.
  • Fig. 8 shows the suction pad with fully open valves and several
  • Vacuum supply channel 40 is on all air ducts and thus on all
  • Suction openings distributed so that over the entire suction surface cargo 80th can be sucked.
  • this position of the control members of the suction pad is placed on a layer of cargo and several packages 80 recorded.
  • a plurality of piece goods can be received over the length of each air channel, which is not shown in the drawing but in Fig. 8.
  • the suction pad 10 can be pivoted or moved together with the piece goods to another position at which the piece goods should be discontinued again.
  • the timing chain 62 is set in motion at the beginning of the settling cycle, as can be seen in FIG. 9, around the air channels
  • Fig. 10 shows the suction pad about in the middle of such Absetzzyklus. Gradually all the air ducts are vented sequentially and the packages fall down as soon as the suction force of the suction holes in their area decreases.
  • Fig. 11 shows the suction gripper at the end of the settling cycle when all the packages have fallen down.
  • the timing chain is moved on until it has taken the position of Fig. 9 again and on all air ducts and associated suction openings
  • FIG. 12 schematically shows a second embodiment of the suction gripper 10 'according to the invention with a mechanical control device which comprises a camshaft 70. On the circumference of the camshaft 70 are as
  • cams 31 ' Controls several cams 31 'attached.
  • the number of cams 31 ' corresponds to the number of plungers 50 and the valves in the vacuum supply channel 40, so that each cam 31' can control a valve.
  • the contact of the cams 31 'with the tappets takes place indirectly via an associated respective rocker arm 73 and a snapper 72, as shown in an enlarged detail in FIG. 14a.
  • a rocker arm 73 is arranged, which has contact with the plunger tip.
  • the plunger tip is urged by means for automatically resetting the plunger in an upper position in which the associated valves are closed and the plunger raises the rocker arm 73.
  • the plunger is thus lowered and the associated valve is opened, whereby spring force is built up against the rocker arm 73.
  • rocker arms 73 The lowering of all rocker arms 73 takes place for example via a common closing beam 74, which engages over all the rocker arms 73, as shown in a plan view in FIG. 13.
  • a common closing beam 74 By lowering the striker 74 all rocker arms 73 are depressed. So that they remain in this position, a latch 72 is provided with a detent 75 for each rocker arm 73.
  • Each of these snapper 72 is resiliently mounted about a common axis of rotation 76 pivotally.
  • the catch 75 is located at one end of the latch 72, while at the other end of the latch 72 there is a contact area for contacting a cam 31 '.
  • the catch 75 is hook-shaped with a tapered upper edge.
  • the camshaft 70 is rotatably supported preferably between two lateral bearings.
  • Rocker arm 73 no longer lift despite the spring force of the spring-mounted plunger, but is held by the latch in the position in which the valve is open.
  • the camshaft 70 is mounted relative to the latches 72 such that their lobes 31 'one after the other strike the contact area of each lug in one rotation of the camshaft 70.
  • the contact of a cam 31 'with the contact area of a snapper is shown in Fig. 14c. It was the
  • Closing bar 74 previously raised so that it no longer exerts pressure on the rocker arms.
  • the cam 31 'presses against the lower contact region of the snapper 72 the snapper 72 pivots about its axis of rotation 76 and releases the rocker arm 73. Due to the means for automatic return of the plunger 50 upwards, the rocker arm 73 is pushed by the plunger 50 upwards.
  • the spring pivots back to its original position. Due to the winding of the cam 31 'to the
  • Camshaft 70 then beats the second cam against the second Snapper after the first cam has hit the first snapper. As a result, the same process now takes place for the respective next valve and a sequential closing of the valves is achieved, which are assigned to the snappers. In this condition, the valves remain until they are lowered by lowering the
  • Locking bar to be reopened.
  • Suction gripper 10 ' according to the invention will be explained with reference to FIGS. 15 to 18.
  • the control device is not shown in detail, but its operation is simplified by the different positions of the
  • FIG. 15 shows the suction pad with fully open valves and received cargo 80. All rocker arms 73 were previously depressed by the closing bar and are locked in their snaps. In this state, the plungers 50 are pressed down so that the associated sealing plates release the valve openings in all air channels. The negative pressure of the vacuum supply channel 40 is on all air channels and thus on all
  • the suction pad can be pivoted or moved together with the piece goods to another position at which the piece goods should be discontinued again.
  • the camshaft 70 is rotated one turn to vent the air passages sequentially, i. the negative pressure
  • FIG. 17 shows the suction pad about in the middle of such Absetzzyklus. Gradually all the air ducts are vented sequentially and the packages fall down as soon as the suction force of the suction holes in their area decreases.
  • Fig. 18 shows the suction gripper at the end of the settling cycle when all the packages have fallen down.
  • FIG. 19 shows a possible use of the suction gripper 10, 10 'according to the invention in a depalletizing installation. Such a system is for example in the
  • Suction pad is lowered on a pallet with several layers of piece goods and takes up several packages. Thereafter, the suction pad is pivoted to a position above a conveyor belt and the air ducts in rows deaerated. As a result, the packages fall down successively or in smaller groups from the suction pad on the conveyor belt. A previously picked layer of packages is separated by mechanical means, without complex and vulnerable sensors must be used. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Sheets, Magazines, And Separation Thereof (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sauggreifer zum lagenweisen Aufnehmen und sequentiellen Absetzen von Stückgut (80), umfassend eine Saugfläche (20) mit mehreren Saugöffnungen (21 ), die in Verbindung mit einer Vakuumversorgung stehen, und eine Ansteuereinrichtung (30) zur temporären Verbindung der Saugöffnungen (21 ) mit dieser Vakuumversorgung. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Sauggreifer (10;10') wenigstens zwei Luftkanäle (22) umfasst, die jeweils mehrere Saugöffnungen (21) miteinander verbinden, wobei jeder Luftkanal (22) jeweils über wenigstens ein Ventil mit einem zentralen, gerade verlaufenden Vakuumversorgungskanal (40) verbunden ist, der in Verbindung mit der Vakuumversorgung steht. Das wenigstens eine Ventil umfasst wenigstens einen Stößel (50), durch dessen Bewegung das Öffnen und Schließen des Ventils steuerbar ist, wobei Mittel zur selbsttätigen Bewegung der Stößel (50) in eine Position vorgesehen sind, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, und die Stößel (50) auf einer geraden Stößelreihe angeordnet sind. Die Stößel (50) stehen zur Betätigung der Stößel (50) in funktionaler Verbindung mit einer mechanischen Ansteuereinrichtung (30), die sich entlang der Stößelreihe erstreckt und mechanisch bewegbare Steuerelemente (31;31 ') zur sequentiellen Ansteuerung der Stößel (50) aufweist. Die Steuerelemente (31;31 ') sind dabei dazu ausgebildet, nacheinander die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel (50) in eine Position, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, anzusteuern, wodurch die zugehörigen Ventile entlang der Stößelreihe nacheinander geschlossen werden können.

Description

Sauggreifer zum Aufnehmen und Absetzen von Stückgut Beschreibung:
Die Erfindung betrifft Sauggreifer zum lagenweisen Aufnehmen und sequentiellen Absetzen von Stückgut, umfassend eine Saugfläche mit mehreren Saugöffnungen, die in Verbindung mit einer Vakuumversorgung stehen, und eine Ansteuereinrichtung zur temporären Verbindung der Saugöffnungen mit dieser Vakuumversorgung.
Derartige Sauggreifer werden oftmals dazu eingesetzt, um Stückgut von einer ersten Position zu einer zweiten Position umzusetzen. Aus dem Stand der Technik sind dabei verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, mit denen Gegenstände möglichst automatisiert umgesetzt werden können. Insbesondere im Bereich der Kommissionierung von Behältern, Paletten oder sonstigen Warenträgern haben sich dabei Roboter als vorteilhaft erwiesen, welche die erforderlichen manuellen
Tätigkeiten ersetzen können. Neben der Beladung von Behältern und Paletten können Roboter diese auch automatisiert entladen, um Stückgüter von der jeweiligen Transporteinrichtung zu einer neuen Position zu bewegen.
Ein Anwendungsgebiet für Roboter stellt die Be- und Entladung von im Wesentlichen quaderförmigen Paketen dar, in denen Güter verpackt sind, die beispielsweise in Kartons, Schachteln oder Folie eingebracht wurden. Auch postalische Pakete können durch Roboter umgeladen werden.
Derartige Roboter können verschiedene Greifvorrichtungen zur Aufnahme von Gegenständen an einer ersten Position und zur anschließenden Freigabe der Gegenstände an einer zweiten Position verwenden. Die Greifvorrichtungen sind üblicherweise auf die Beschaffenheit des jeweiligen Gegenstands abgestimmt.
Beispielsweise können zangenförmige Greifer, Heber in Form von Platten oder Gabeln und Saugvorrichtungen zum Einsatz kommen.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 28 28 860 A1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zum Be- und Entladen von Paletten bekannt, die als Auslegertyp einen Greifkopf aufweist, der in drei Richtungen verfahren und um eine senkrechte Achse geschwenkt werden kann. So kann ein Paket von einem Förderband aufgenommen und gezielt auf einer neben dem Förderband positionierten Palette abgesetzt werden. Die Platzierung erfolgt über eine Automatisierungseinheit, die durch eine Programmiermatrix gesteuert wird. Der Greifkopf kann durch eine Saugvorrichtung oder eine Gabel gebildet werden. Üblicherweise wird es angestrebt, den Be- oder Entladungsvorgang möglichst schnell durchzuführen. Dabei führt die einzelne Aufnahme und Umsetzung von Gegenständen zu einem erheblichen Zeitverlust, so dass eine Vorrichtung nach dem Prinzip der DE 28 28 860 A1 keine schnelle Umsetzung aller Gegenstände auf einer Palette erzielen kann. Ferner erfordert die einzelne Aufnahme von Gegenständen eine genaue Ausrichtung des Gegenstands in einer Aufnahmeposition und/oder eine sehr präzise Ansteuerung der Greifvorrichtung. Daher wird in einigen
Anwendungsgebieten die gleichzeitige Aufnahme mehrerer Gegenstände bevorzugt.
Um von einem Stapel an Gegenständen gleicher Form die oberste Lage abtragen zu können, obwohl in der obersten Lage einzelne Positionen nicht mit Gegenständen gefüllt sind, schlägt die europäische Patentschrift EP 0 616 962 B1 beispielsweise ein Verfahren zur Detektion der Zahl der Reihen von Gegenständen der obersten Stapelschicht auf einer Palette vor. Dabei ermitteln Fühler mit Detektorzellen fehlende Gegenstände und steuern die Greifmittel entsprechend an. Dies stellt ein effektives, aber sehr aufwändiges Verfahren zur Aufnahme mehrerer Gegenstände dar.
Ferner liegen in einer Lage oftmals Gegenstände unterschiedlicher Höhe vor, was bei der Aufnahme ebenfalls berücksichtigt werden muss. Dies ist beispielsweise im postalischen Bereich der Fall, bei dem Pakete unterschiedlicher Größe auf einer Palette transportiert werden. Dazu offenbart die europäische Patentschrift EP 0 550 114 B1 eine Vorrichtung zum gleichzeitigen Greifen und Bewegen von mehreren Gegenständen unterschiedlicher Größe. Die Vorrichtung verwendet dazu, mehrere Saugköpfe, die auf eine Lage von aufzunehmenden Gegenständen abgesenkt werden. Da die Gegenstände
unterschiedliche Höhen aufweisen können, senken sich die Saugköpfe
unterschiedlich weit ab, um durch Aufbringung eines Unterdrucks an jedem Saugkopf die gesamte Lage an Gegenständen gleichzeitig aufnehmen zu können. Die
Greifvorrichtung hebt sich an und senkt sich an einer anderen Position wieder ab, um die Gegenstände durch Auflösung des Unterdrucks wieder gleichzeitig loszulassen. Dies stellt jedoch ebenfalls eine aufwändige Konstruktion mit mehreren Sensoren und beweglichen Teilen dar, was die Vorrichtung sehr anfällig für Störungen macht.
Ferner soll oftmals eine ganze Lage von Gegenständen nicht wieder in ihrer
Gesamtheit abgesetzt werden, sondern die Gegenstände sollen hintereinander beispielsweise auf einem Förderband positioniert werden, um von diesem zu der nächsten Bearbeitungsstation befördert zu werden. Üblicherweise werden die
Gegenstände dazu in Reihen aufgenommen und in der gleichen Reihe wieder abgesetzt. Dies ermöglicht keine Umsetzung ganzer Lagen, sondern eine Lage muss reihenweise abgetragen werden, was somit erneut einen Zeitverlust verursacht.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 52 279 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Handhabung von Objekten bekannt, die aufgenommene Objekte sequentiell ausrichtet und ablegt. Bei der Aufnahme von mehreren Gegenständen werden nur diejenigen Greifelemente angesteuert, die für die Aufnahme der regelmäßig oder unregelmäßig angeordneten Objekte einer Lage erforderlich sind. Dies erfordert jedoch Sensorinformationen zur aktiven Ansteuerung einzelner Greifelemente. Diese Bereitstellung und Auswertung von Sensorinformationen zur Bestimmung der
Abmessung und Orientierung jedes einzelnen Objektes stellt ebenfalls ein
aufwändiges und störanfälliges Verfahren dar.
Auch die Deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2008 044 948 A1 offenbart eine Saugvorrichtung insbesondere zur Aufnahme von Furnierblättern, bei der einzelne Hubelemente individuell mittels einer Steuervorrichtung mit einer Lichtquelle gesteuert werden können. Die Vorrichtung erhält von einer Kamera Informationen über die Anordnung von Furnierblättern auf einem Stapel, die von der Vorrichtung für logische Entscheidungen genutzt werden, welches oder welche der Furnierblätter angehoben werden sollen. Aufgrund dieser Entscheidungen werden die einzelnen Hubelemente getrennt voneinander angesteuert, um gezielt ausgewählte
Furnierblätter aufzunehmen. Auch für diese Vorgehensweise sind somit eine
Sensorik und eine Auswertung von Messwerten erforderlich.
Ausgehend davon wurde eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Umsetzung von Stückgut zwischen zwei Positionen entwickelt, wie sie in der deutschen
Offenlegungsschrift DE 10 2006 062 528 A1 beschrieben werden. Hierbei ist eine Greifvorrichtung mit mehreren Greifelementen vorgesehen, welche mehrere
Stückgüter gleichzeitig aufnehmen kann. Die Greifwirkung der einzelnen
Greifelemente kann unabhängig voneinander aufgehoben werden, wobei die
Aufhebung dieser Greifwirkung sequentiell nach einem festen Schema erfolgt. Die Greifwirkung der Greifelemente wird somit bei jedem Umsetzvorgang nach dem gleichen Schema sequentiell aufgehoben, wodurch mehrere zuvor gleichzeitig aufgenommene Stückgüter einer Lage nun sequentiell gelöst werden. Hierdurch lässt sich ohne aufwändige Sensorik nicht nur eine Umsetzung von Stückgut erreichen, sondern es kann auch eine Vereinzelung einer Lage erzielt werden.
Eine Greifvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens und die damit verbundenen Greifelemente können auf unterschiedliche Arten ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft sind dabei jedoch voraussichtlich Sauggreifer, mit denen sich ein Stückgut an der Oberseite durch Unterdruck erfassen und umsetzen lässt. Um das so aufgenommene Stückgut wieder zu lösen, kann einfach der Unterdruck gelöst werden, wodurch das Stückgut herabfällt bzw. abgesetzt werden kann.
Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Sauggreifer
bereitzustellen, der sich für ein solches lagenweises Aufnehmen und sequentielles Absetzen von Stückgut nach einem festen Schema eignet, wobei der Sauggreifer unabhängig vom Packmuster der Stückgüter und weitestgehend ohne aufwändige und anfällige Sensorik arbeiten sollte. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Sauggreifer mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des
Sauggreifers ergeben sich aus den Unteransprüchen 2-15.
Der erfindungsgemäße Sauggreifer eignet sich zum lagenweisen Aufnehmen und sequentiellen Absetzen von Stückgut, wobei er eine Saugfläche mit mehreren Saugöffnungen, die in Verbindung mit einer Vakuumversorgung stehen, und eine Ansteuereinrichtung zur temporären Verbindung der Saugöffnungen mit dieser Vakuumversorgung umfasst. Erfindungsgemäß umfasst der Sauggreifer ferner wenigstens zwei Luftkanäle, die jeweils mehrere Saugöffnungen miteinander verbinden, wobei jeder Luftkanal jeweils über wenigstens ein Ventil mit einem zentralen, gerade verlaufenden Vakuumversorgungskanal verbunden ist, der in Verbindung mit der Vakuumversorgung steht. Das wenigstens eine Ventil umfasst wenigstens einen Stößel, durch dessen Bewegung das Öffnen und Schließen des Ventils steuerbar ist, wobei Mittel zur selbsttätigen Bewegung der Stößel in eine Position vorgesehen sind, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, und die Stößel auf einer geraden Stößelreihe angeordnet sind. Die Stößel stehen ferner zur Betätigung der Stößel in funktionaler Verbindung mit einer mechanischen
Ansteuereinrichtung, die sich entlang der Stößelreihe erstreckt und mechanisch bewegbare Steuerelemente zur sequentiellen Ansteuerung der Stößel aufweist. Dabei sind die Steuerelemente dazu ausgebildet, nacheinander die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel in eine Position, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, anzusteuern, wodurch die zugehörigen Ventile entlang der
Stößelreihe nacheinander geschlossen werden können.
In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die mechanische Ansteuereinrichtung eine um wenigstens zwei Umlenkrollen umlaufende, angetriebene Steuerkette, die sich entlang der Stößelreihe erstreckt. An der Steuerkette sind als Steuerelemente mehrere Steuerglieder in einer
Steuergliederreihe so angebracht, dass die Steuerglieder direkten oder indirekten Kontakt zu einem Stößel haben und so den Stößel in eine Position bewegen, in der das zugehörige Ventil geöffnet ist, wenn sich ein Steuerglied beim Umlauf der Steuerkette um die beiden Umlenkrollen im Bereich des jeweiligen Stößels befindet. Dagegen lässt sich der Stößel durch die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel in eine Position bewegen, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, wenn sich kein Steuerglied im Bereich des jeweiligen Stößels befindet.
Die Steuerglieder sind vorzugsweise quaderförmig ausgebildet sind und entlang der Steuerkette in Form einer Steuergliederreihe so nebeneinander angeordnet, dass die Länge der Steuergliederreihe wenigstens der Länge der Stößelreihe entspricht. Dabei kann wenigstens das erste und letzte Steuerglied der Steuergliederreihe eine zur Steuerkette hin abgeschrägte Oberseite aufweisen.
Um eine Positionierung der Steuerelemente oberhalb der Stößelreihe zu
gewährleisten, kann die Steuerkette in wenigstens einer Führung geführt sein. Vorzugsweise liegen die sich zwischen den beiden Umlenkrollen bildenden zwei Laufstrecken der Steuerkette in einer Ebene mit der Stößelreihe.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die mechanische
Ansteuereinrichtung eine angetriebene Nockenwelle auf, die sich entlang der Stößelreihe erstreckt, wobei entlang der Nockenwelle als Steuerelemente mehrere Nocken so versetzt zueinander auf dem Umfang der Nockenwelle angebracht sind, dass die Nocken bei einer Umdrehung der Nockenwelle entlang der Stößelreihe nacheinander direkt oder indirekt Kontakt zu den Stößeln haben und so
nacheinander die Stößel in eine Position bewegen, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist. Dabei steuern die Nocken die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel in eine Position an, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, und die Anzahl der Nocken entspricht wenigstens der Anzahl der Stößel.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Variante der Ansteuereinrichtung haben die Nocken jeweils über einen Schnapper und einen Kipphebel indirekten Kontakt zu den Stößeln. Oberhalb eines Stößels ist dabei jeweils ein schwenkbar gelagerter Kipphebel mit Kontakt zum Stößel angeordnet, und ein Schnapper ist federnd um eine mittige Drehachse gelagert ist, wobei ein Schnapper an einem Ende eine hakenförmige Raste und am anderen Ende einen Kontaktbereich aufweist. Ein Kipphebel ist durch einen Schließbalken in eine Position bewegbar, in der ein schwenkbares Ende des Kipphebels die Raste des jeweiligen Schnappers untergreift und unter der Raste einrastet, wobei die Nocken bei Rotation der Nockenwelle um ihre Längsachse nacheinander Kontakt zu dem Kontaktbereich jedes Schnappers haben. Der Kontakt eines Nockens zu dem Kontaktbereich eines Schnappers bewirkt ein Drehen des Schnappers um seine Drehachse, wodurch sich der zugehörige Kipphebel aus der Raste löst und die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel in eine Position, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, angesteuert werden.
Die Rotation der Nockenwelle kann beispielsweise durch eine am Umfang der Nockenwelle angreifende Antriebskette bewirkt werden.
Vorzugsweise ist ein Schließbalken vorgesehen, der alle Kipphebel übergreift.
Dadurch sind alle Kipphebel durch den Schließbalken gleichzeitig in eine Position bewegbar, in der ein schwenkbares Ende jedes Kipphebels die Raste des
zugehörigen Schnappers untergreift und unter der Raste einrastet.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel in eine Position, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, eine federnde Lagerung der Stößel.
Bei beiden Ausführungsformen der Absteuereinrichtung weist der Sauggreifer einen Grundkörper auf und im Bereich des Vakuumversorgungskanals ist in diesen
Grundkörper für jedes Ventil wenigstens eine Ventilöffnung eingebracht, welche den Vakuumversorgungskanal mit dem zugehörigen Luftkanal verbindet, und durch einen Ventilkörper geschlossen und geöffnet werden kann. Dabei ist der an dem
Ventilkörper angebrachte Stößel durch eine Stößelführung im
Vakuumversorgungskanal aus dem Vakuumversorgungskanal herausgeführt und außerhalb des Vakuumversorgungskanals von den Steuerelementen der
mechanischen Ansteuereinrichtung kontaktierbar. Der Ventilkörper kann eine Dichtplatte sein, mit der die Ventilöffnung verschließbar ist. Vorzugsweise befindet sich die Dichtplatte innerhalb eines Luftkanals, und der an der Dichtplatte angebrachte Stößel ist durch eine Stößelaufnahme aus dem Luftkanal in den Vakuumversorgungskanal und durch die Stößelführung aus dem
Vakuumversorgungskanal herausgeführt, wobei die Dichtplatte die Ventilöffnung von der Seite des Luftkanals her abdeckt und freigibt, wenn der zugehörige Stößel bewegt wird.
Vorzugsweise sind die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel in eine
Position, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, so ausgebildet, dass sie die Dichtplatte zusammen mit dem Stößel in Richtung der mechanischen
Ansteuereinrichtung drücken.
Durch den erfindungsgemäßen Sauggreifer kann auf mechanische Weise ein reihenweises, sequentielles Belüften von Luftkanälen mit mehreren Saugöffnungen erfolgen. Packstücke, die zuvor lagenweise aufgenommen wurde, können so vereinzelt wieder abgesetzt bzw. fallen gelassen werden. Hierbei kann die Bewegung der Mechanik durch nur ein Signal ausgelöst werden, wodurch eine rotatorische und wiederholbare Bewegung kontrolliert wird. Der erfindungsgemäße Sauggreifer erfordert keine aufwändige und empfindliche Sensorik, wodurch er auch in
Arbeitsbereichen einsetzbar ist, in denen derartige Sensoriken durch
Umwelteinflüsse negativ beeinträchtigt werden könnten. Es erfolgt vielmehr eine standardisierte Vereinzelung unbekannter Packmuster bei weitestgehendem Verzicht auf Sensorik und differenzierte Schaltungen.
Der Grad der Vereinzelung kann dabei durch die Geschwindigkeit der mechanischen Ansteuereinrichtung eingestellt werden. Werden Luftkanäle schnell hintereinander entlüftet, fallen die Packstücke kurz hintereinander ab, während der Zeitabstand zwischen zwei Packstücken bei geringeren Geschwindigkeiten größer ist.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung
bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen. Von den Abbildungen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips des
erfindungsgemäßen Sauggreifers in einem ersten Querschnitt;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt zu einem Sauggreifer gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Sauggreifers gemäß Fig. 1 in einem zweiten Querschnitt;
Fig. 4a eine schematische Darstellung des Sauggreifers gemäß Fig. 1 in einer
Draufsicht; Fig. 4b eine schematische Darstellung des Sauggreifers gemäß Fig. 1 in einer
Untersicht;
Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts gemäß Fig. 3 mit
offenem Ventil;
Fig. 6 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts gemäß Fig. 3 mit
geschlossenem Ventil;
Fig. 7 ein erstes Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 1 mit einer mechanischen Ansteuereinrichtung mit Steuerkette;
Fig. 8 das Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 7 mit vollständig offenen Ventilen und aufgenommenem Stückgut; Fig. 9 das Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 7 zu Beginn eines Absetzzyklus; das Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 7 in der Mitte eines Absetzzyklus; das Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 7 am Ende eines Absetzzyklus; ein zweites Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 1 mit einer mechanischen Ansteuereinrichtung mit Nockenwelle; eine Aufsicht auf einen Sauggreifer gemäß Fig. 12; einen vergrößerten Ausschnitt der mechanischen Ansteuereinrichtung gemäß Fig. 12 mit geschlossenen Ventilen; einen vergrößerten Ausschnitt der mechanischen Ansteuereinrichtung gemäß Fig. 12 beim Öffnen der Ventile; einen vergrößerten Ausschnitt der mechanischen Ansteuereinrichtung gemäß Fig. 12 beim Schließen eines Ventils; das Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 12 mit vollständig offenen Ventilen und aufgenommenem Stückgut; das Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 12 zu Beginn eines Absetzzyklus; das Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 12 in der Mitte eines Absetzzyklus; das Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 12 am Ende eines Absetzzyklus; und Fig. 19 ein mögliches Anwendungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Sauggreifers.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Grundprinzips des
erfindungsgemäßen Sauggreifers in einem ersten Querschnitt. Fig. 3 zeigt
ergänzend dazu einen entsprechenden Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der Schnittebene der Figur 1. Bei dem Sauggreifer 10 handelt es sich um einen
Flächensauggreifer, der einen Grundkörper mit einer unteren Saugfläche 20 umfasst, in die mehrere Saugöffnungen 21 eingebracht sind. Die Saugöffnungen 21 sind dabei in mehreren Reihen und Spalten in der Saugfläche 20 angeordnet. Auf dieser Saugfläche 21 können mit Klebstoff bekannte Flächensaugmatten aus einem
Schaum angebracht sein. Durch derartige Sauggummi kann der Kontakt zu
aufzunehmenden Stückgütern verbessert, wobei ein Sauggummi bei Verschleiß einfach ausgetauscht werden kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung haben die
Flächensaugmatte und damit der Sauggreifer 10 eine Länge in der Größenordnung von 1200 mm und eine Breite in der Größenordnung von 800 mm. Mit einem solchen Sauggreifer mit den Abmessungen einer Europalette können Packstücke lagenweise von einer Europalette aufgenommen, umgesetzt und wieder abgesetzt werden.
Damit nur an den Saugöffnungen Unterdruck anliegt, die sich im Bereich der
Oberfläche eines Packstücks befinden, können in den Saugöffnungen 21 weitere Schließventile vorgesehen sein. Die nicht durch ein Packstück verschlossenen Öffnungen des Unterdruckgreifers werden automatisch durch ein nicht dargestelltes Kugelventil verschlossen, damit sich im betreffenden Luftkanal ein Unterdruck aufbauen kann. Derartige Ventiltechniken sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden beispielsweise im Produkt Unigripper® der Fluidtechnik Bückeburg GmbH angeboten.
Dabei sind mehrere Saugöffnungen 21 innerhalb des Grundkörpers des Sauggreifers 10 über einen jeweiligen Luftkanal 22 miteinander verbunden. In einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung sind 14 Luftkanäle vorgesehen, so dass 14 Reihen aus Saugöffnungen gebildet werden. Die Anzahl der Saugöffnungen pro Luftkanal hängt von der gewünschten Dichte an Saugöffnungen ab.
Jeder Luftkanal 22 ist über ein Ventil mit einem Vakuumversorgungskanal 40 verbunden, der wiederum in Verbindung mit einer nicht näher dargestellten
Vakuumversorgung 41 steht, die beispielsweise über einen Schlauch mit dem
Vakuumversorgungskanal 40 verbunden ist. Eine Möglichkeit der Vakuumversorgung stellt beispielsweise ein Seitenkanalverdichter dar. Der Vakuumversorgungskanal 40 ist gegenüber der Umgebung luftdicht abgeschlossen und bildet mit den Luftkanälen 22 einen abgeschlossenen Unterdruckbereich. Über den Vakuumversorgungskanal 40 und die Öffnung eines die beiden Bereiche verbindenden Ventils kann somit in jedem Luftkanal 22 ein Unterdruck erzeugt werden, mit dem Packstücke an den Saugöffnungen 21 des jeweiligen Luftkanals angesaugt und gehalten werden können. Dabei liegt der Unterdruck nicht an einzelnen Saugöffnungen an, sondern an allen Saugöffnungen eines Luftkanals, so dass ein Unterdruck reihenweise aufgebaut und auch wieder abgebaut werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Ventil durch einen Stößel 50 und einen Ventilkörper 52 gebildet, der eine Ventilöffnung 51 zwischen
Vakuumversorgungskanal 40 und dem jeweiligen Luftkanal 22 verschließen und öffnen kann. Das Ventil wird durch eine Bewegung des Stößels 50, der an dem Ventilkörper 52 angebracht ist, geöffnet und geschlossen. Als Ventilkörper 52 können beispielsweise Platten, Kugeln, Kegel oder anders geformte Elemente eingesetzt werden, die dazu geeignet sind, eine Ventilöffnung vorzugsweise luftdicht zu verschließen. In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird als Ventilkörper eine
Dichtplatte 52 eingesetzt, die wenigstens eine Ventilöffnung 51 verschließen kann. Jeweils eine Dichtplatte 52 ist innerhalb eines jeden Luftkanals angeordnet. Der zugehörige Stößel 50 wird durch eine Stößelaufnahme 54 vom jeweiligen Luftkanal 22 in den Vakuumversorgungskanal 40 und durch eine Stößelführung 53 vom
Vakuumversorgungskanal 40 in einen Bereich außerhalb des
Vakuumversorgungskanals geführt. Jeder Stößel 50 kann so außerhalb des
Unterdruckbereichs manuell angesteuert werden. Durch Bewegung des Stößels 50 und damit der Dichtplatte 52 nach oben wird eine Ventilöffnung verschlossen und so vom Vakuumversorgungskanal 40 kein
Unterdruck in dem jeweiligen Luftkanal aufgebaut. Bei einer Bewegung des Stößels und der Dichtplatte nach unten, wird die Ventilöffnung freigegeben und in dem zugehörigen Luftkanal kann Unterdruck aufgebaut werden.
Für jeden Luftkanal 22 ist ein Ventil und damit ein Stößel 50 vorgesehen, wobei die Stößel 50 entlang einer Stößelreihe angeordnet sind, die sich wie der
Vakuumversorgungskanal 40 in der Mitte der Luftkanale 22 befindet, und der
Vakuumversorgungskanal und die Stößelreihe senkrecht zur Längsausdehnung der Luftkanäle verlaufen. Sowohl der Vakuumversorgungskanal 40 als auch die
Stößelreihe verlaufen dabei annähernd entlang einer Geraden. Für 14 Luftkanäle sind 14 Stößel vorgesehen, die aus dem Vakuumversorgungskanal 40 in Form der Stößelreihe herausragen.
Um die 4 Stößel außerhalb des Unterdruckbereichs nacheinander manuell ansteuern zu können, ist eine mechanische Ansteuereinrichtung 30 vorgesehen, die sich bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung oberhalb des Vakuumversorgungskanals 40 und der Stößelreihe erstreckt. Die
Ansteuereinrichtung verläuft somit ebenfalls annähernd in einer Geraden. Sie muss jedoch nicht oberhalb des Vakuumversorgungskanals 40 und der Stößelreihe angeordnet sein, sondern es ist auch möglich, sie versetzt dazu anzuordnen.
Die Ansteuereinrichtung 30 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sie mechanisch bewegbare Steuerelemente zur sequentiellen Bewegung der Stößel 50 aufweist, wodurch die Stößel 50 durch diese Steuerelemente nacheinander entlang der Stößelreihe bewegt und die zugehörigen Ventile dadurch nacheinander geschlossen werden können. Somit kann reihenweise der Unterdruck in den Luftkanälen aufgelöst werden, wodurch sich zuvor aufgenommen Packstücke von der Saugfläche lösen. Dabei kann ein Ventil je nach Bauform der Ansteuerungseinrichtung 30 geschlossen werden, wenn sich ein Steuerelement im Bereich eines Stößels befindet oder umgekehrt. Ferner sind Mittel zur Rückstellung der Stößel vorgesehen, durch die sich die Ventile selbsttätig schließen, wenn dies durch die Steuerelemente der
Ansteuerungseinrichtung angesteuert wird. Dabei muss es sich um keine aktive Ansteuerung dieser Mittel handeln, sondern die Bewegung eines Steuerelementes kann die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung eines Ventils auch lediglich freigeben. Dies wäre beispielsweise bei federnd in einer Stößelführung gelagerten Stößeln der Fall, die sich durch Federkraft in eine Position zurück bewegen, in der das
zugehörige Ventil geschlossen ist, wenn die Federkraft durch ein Steuerelement freigegeben wird.
Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt eines Sauggreifers gemäß Fig. 1 , wobei zwei äußere Luftkanäle mit ihren Ventilen dargestellt sind. Sowohl die jeweilige Stößelaufnahme 54 zwischen Luftkanal 22 und Vakuumversorgungskanal 40 als auch die Stößelführung 53 sind dabei luftdicht und verschließfrei ausgestaltet.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Sauggreifers gemäß Fig. 1 in einem zweiten Querschnitt, wobei ein Luftkanal 22 mit mehreren darin angeordneten Saugöffnungen 21 dargestellt ist. Der Vakuumversorgungskanal 40, die Stößelreihe und die Ansteuereinrichtung 30 erstrecken sich quer zu den Luftkanälen, wobei sie sich vorzugsweise in der Mitte der Luftkanäle befinden, um den Unterdruck von dort aus gleichmäßig auf beide Seiten des Luftkanals zu verteilen. Fig. 3 zeigt auch in diesem Querschnitt eine Dichtplatte 52, die in diesem Ausführungsbeispiel zwei Ventilöffnungen 51 und 51' verschließt, wenn sich der Stößel 50 hebt. Vorzugsweise wird der Stößel durch ein mechanisches Element der
Ansteuereinrichtung 30 nach unten gedrückt, was eine Öffnung des Ventils durch Absenken der Dichtplatte 52 bewirkt, die dann wenigstens eine Ventilöffnung freigibt. Der Stößel 50 wird dabei gegen eine Federkraft gedrückt, so dass er sich
automatisch wieder anhebt, wenn er nicht mehr von einem Element der
Ansteuereinrichtung 30 herabgedrückt wird.
Fig. 4a zeigt eine schematische Darstellung des Sauggreifers gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht. Der Vakuumversorgungskanal 40 und die Ansteuereinrichtung erstrecken sich in der Mitte des Sauggreifers 10, wobei sie jedoch nicht als Zusatzbauteile auf einer Grundplatte montiert sein müssen, wie es in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel vorgesehen ist. Beide Komponenten können auch in den Grundkörper integriert oder in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sein. Fig. 4b zeigt eine schematische Darstellung des Sauggreifers gemäß Fig. 1 in einer Untersicht, wobei die 14 Reihen an Saugöffnungen sichtbar sind, die quer zum Vakuumversorgungskanal 40 verlaufen.
Die Funktionsweise der Ventile ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt, wobei Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts gemäß Fig. 3 mit offenem Ventil zeigt. Hierbei ist die Dichtplatte 52 im Luftkanal 22 abgesenkt, so dass die
Ventilöffnungen 51 und 51 ' geöffnet sind und vom Vakuumversorgungskanal 40 Unterdruck im zugehörigen Luftkanal 22 aufgebaut werden kann. Fig. 6 zeigt dagegen einen vergrößerten Ausschnitt des Querschnitts gemäß Fig. 3 mit geschlossenem Ventil, d.h. mit angehobener Dichtplatte 52.
Die mechanische Ansteuerung der Stößel 50, um ein Öffnen und Schließen der Ventile zu erreichen, kann auf verschiedene Arten realisiert werden. Ein erstes Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 1 mit einer möglichen
mechanischen Ansteuereinrichtung 30 ist in Fig. 7 dargestellt. Die
Ansteuereinrichtung 30 umfasst dabei eine Steuerkette 62, die um wenigstens zwei seitliche Umlenkrollen 60 und 61 geführt ist. Wenigstens eine der Umlenkrollen wird durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben, so dass ein Umlauf der
Steuerkette 62 um die Rollen bewirkt wird. Der Umlauf der Steuerkette um die Umlenkrollen erfolgt jedoch nicht kontinuierlich, sondern taktweise. Für den
Absetzzyklus mehrerer Packstücke, die zuvor von dem Sauggreifer aufgenommen wurden, umläuft die Steuerkette 62 die beiden Rollen in einem Takt einmal.
Die Steuerkette 62 kann als Gliederkette ausgebildet sein, wobei es sich bei den Umlenkrollen beispielsweise um Zahnräder handeln kann. Bei der Steuerkette kann es sich jedoch beispielsweise auch um eine Art Zahnriemen handeln. Damit die Steuerkette 62 in einer Linie entlang der Stößelreihe gehalten werden kann, wird sie beispielsweise durch nicht dargestellte seitliche Führungen geführt. An der Steuerkette 62 sind als Steuerelemente mehrere Steuerglieder 31 in einer Steuergliederreihe angebracht. Die Steuerglieder 31 sind kippbar um einem Punkt an der Steuerkette befestigt, damit sie um die Umlenkrollen 60 und 61 umlaufen können, wie es links in Fig. 7 dargestellt ist. Die Steuerglieder sind in einem gewissen Abstand zueinander an der Steuerkette angebracht. Dieser Abstand darf jedoch nicht zu groß sein, so dass sich nach wie vor eine durchgehende
Steuergliederreihe ergibt, wobei ein Abstand von etwa sich als vorteilhaft erwiesen hat.
Vorzugsweise sind wenigstens das erste und das letzte Steuerglied zur Steuerkette hin mit einer abgeschrägten Oberfläche ausgeführt. In dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel hat das jeweils vorletzte Steuerglied eine angeschrägte
Oberseite, während das letzte Steuerglied konkav ausgeführt ist. So ergibt sich durch die jeweils letzten beiden Steuerglieder eine Schräge.
Bei Umlauf der Steuerkette 62 um die Umlenkrollen 60 und 61 gelangen die
Steuerglieder 31 in den Bereich der Stößel 50 und die Ansteuereinrichtung mit der Steuerkette ist so oberhalb der Stößelreihe angeordnet, dass sie Kontakt mit den Stößeln bekommen und sie niederdrücken können. Die Länge der Steuergliederreihe entspricht dabei wenigstens der Länge der Stößelreihe, so dass alle Stößel von den Steuergliedern niedergedrückt werden können, wenn sich diese alle im Bereich der Stößel befinden (siehe auch Fig. 7). Damit die Steuergliederreihe den jeweils nächsten Stößel kontaktieren und schrittweise niederdrücken kann, ist die Schräge auf den ersten Steuergliedern vorgesehen. Die entsprechende Schräge auf den letzten Steuergliedern bewirkt ein sanftes Lösen des jeweils letzten Stößels.
Fig. 8 zeigt den Sauggreifer mit vollständig offenen Ventilen und mehreren
aufgenommenen Stückgütern 80, wobei sich alle Steuerglieder 31 in Kontakt mit den Stößeln befinden und diese niederdrücken, so das die zugehörigen Dichtplatten die Ventilöffnungen in allen Luftkanälen freigeben. Der Unterdruck des
Vakuumversorgungskanals 40 wird auf alle Luftkanäle und damit auf alle
Saugöffnungen verteilt, so dass über die gesamte Saugfläche Stückgut 80 angesaugt werden kann. In dieser Stellung der Steuerglieder wird der Sauggreifer auf einer Lage Stückgut abgesetzt und mehrere Packstücke 80 aufgenommen. Dabei können über die Länge jedes Luftkanals mehrere Stückgüter aufgenommen werden, was in der Fig. 8 jedoch nicht zeichnerisch dargestellt ist.
In diesem Zustand kann der Sauggreifer 10 zusammen mit dem Stückgut an eine andere Position geschwenkt oder bewegt werden, an der das Stückgut wieder abgesetzt werden soll. Damit dies reihenweise (sequentiell) nach einem festen Schema erfolgen kann, wird die Steuerkette 62 zu Beginn des Absetzzyklus in Bewegung gesetzt, wie es der Fig. 9 zu entnehmen ist, um die Luftkanäle
nacheinander zu entlüften, d.h. den Unterdruck aufzuheben. Die Steuerglieder 31 bewegen sich dabei nach links, wodurch der Druck auf den ganz rechten Stößel nachlässt und dieser sich durch die anliegende Federkraft nach oben bewegt. Die am Stößel angebrachte Dichtplatte bewegt sich ebenfalls nach oben und verschließt die zugehörige Ventilöffnung des ersten, rechten Luftkanals. Dadurch hat der
Luftkanal keine Verbindung mehr zum Vakuumversorgungskanal 40, was die
Saugwirkung an den Saugöffnungen 21 dieses Luftkanals aufhebt. Da an diesem Luftkanal kein Packstück angesaugt wurde, erfolgt jedoch hier noch kein Ablösen eines Packstücks.
Bei weiterer Fortbewegung der Steuerglieder 31 durch Antrieb der Steuerkette 62 werden jedoch nacheinander entlang der Stößelreihe alle Stößel nach oben bewegt, wenn die Steuerglieder den Druck auf die Stößel aufheben und diese sich durch die anliegende Federkraft nach oben bewegen. Fig. 10 zeigt den Sauggreifer etwa in der Mitte eines solchen Absetzzyklus. Nach und nach werden alle Luftkanäle sequentiell entlüftet und die Packstücke fallen herab, sobald die Saugkraft der Saugöffnungen in deren Bereich nachlässt. Fig. 11 zeigt den Sauggreifer am Ende des Absetzzyklus, wenn alle Packstücke herabgefallen sind. Um wieder neues Stückgut aufnehmen zu können, wird die Steuerkette weiterbewegt, bis sie wieder die Position der Fig. 9 eingenommen hat und an allen Luftkanälen und zugehörigen Saugöffnungen
Unterdruck anliegt. Dabei wird der erste Stößel wieder sanft von den ersten
angeschrägten Steuergliedern der Steuergliederreihe heruntergedrückt. In Fig. 12 ist schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Sauggreifers 10' mit einer mechanischen Ansteuereinrichtung dargestellt, die eine Nockenwelle 70 umfasst. Auf dem Umfang der Nockenwelle 70 sind als
Steuerelemente mehrere Nocken 31 ' angebracht. Die Anzahl der Nocken 31 ' entspricht der Anzahl der Stößel 50 bzw. der Ventile im Vakuumversorgungskanal 40, so dass jeder Nocken 31 ' ein Ventil ansteuern kann.
Die Nocken 31' sind über die Länge der Nockenwelle 70 so auf dem Umfang der Nockenwelle 70 angeordnet, dass die Nocken 31 bei Rotation der Nockenwelle 70 nacheinander direkten oder indirekten Kontakt zu den Stößeln 50 haben, wobei die Stößel 50 nacheinander entlang der Stößelreihe kontaktiert werden. Die Nocken 31' sind somit auf der Nockenwelle 70 auf einer Linie angeordnet, die sich einmal um die Nockenwelle 70 windet. 14 Nocken sind dabei gleichmäßig auf 360° verteilt. Die Nocken 31 ' müssen als Steuerglieder das Schließen eines Ventils, d.h. in dem Ausführungsbeispiel des Sauggreifers gemäß Fig. 1 das Anheben eines Stößels 50 bewirken. In dem in Fig. 12 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt der Kontakt der Nocken 31' mit den Stößeln indirekt über jeweils einen zugehörigen Kipphebel 73 und einen Schnapper 72, wie es in einem vergrößerten Ausschnitt in Fig. 14a dargestellt ist. Über jedem Stößel 50 ist ein Kipphebel 73 angeordnet, der Kontakt zu der Stößelspitze hat. Vorzugsweise wird die Stößelspitze durch Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel in eine obere Position gedrückt, in der die zugehörigen Ventile geschlossen sind und der Stößel den Kipphebel 73 anhebt. Durch Absenken des Kipphebels 73 wird der Stößel somit abgesenkt und das zugehörige Ventil geöffnet, wodurch Federkraft gegen den Kipphebel 73 aufgebaut wird.
Die Absenkung aller Kipphebel 73 erfolgt beispielsweise über einen gemeinsamen Schließbalken 74, der alle Kipphebel 73 übergreift, wie es in einer Draufsicht in Fig. 13 dargestellt ist. Durch Absenken des Schließbalkens 74 werden alle Kipphebel 73 niedergedrückt. Damit sie in dieser Position verbleiben, ist für jeden Kipphebel 73 ein Schnapper 72 mit einer Raste 75 vorgesehen. Jeder dieser Schnapper 72 ist federnd um eine gemeinsame Drehachse 76 schwenkbar gelagert. Die Raste 75 befindet sich an einem Ende des Schnappers 72, während sich am anderen Ende des Schnappers 72 ein Kontaktbereich zum Kontaktieren eines Nockens 31' befindet. Die Raste 75 ist hakenförmig mit einer angeschrägten Oberkante ausgebildet. Die Nockenwelle 70 ist drehbar vorzugsweise zwischen zwei seitlichen Lagern gelagert. Sie verläuft dabei neben der Stößelreihe und wird beispielsweise durch eine am Umfang der Nockenwelle 70 angreifende Antriebskette 71 in Rotation versetzt, wie es der Fig. 13 der Draufsicht auf den Sauggreifer zu entnehmen ist. Es können jedoch auch jegliche andere geeignete Antriebsarten verwendet werden.
Werden die Kipphebel 73 durch den Schließbalken 74 abgesenkt, übt jeder
Kipphebel 73 Druck auf die angeschrägte Oberkante einer Raste 75 eines
Schnappers 72 aus. Der jeweilige Schnapper 72 gibt diesem Druck nach, indem er leicht um seine Drehachse 76 schwenkt, wie es in Fig. 14a dargestellt ist. Der Schnapper 72 schwenkt dabei soweit aus, bis der Kipphebel 73 unterhalb der Raste 75 ankommt und der Schnapper 72 gefedert wieder in seine Ausgangsposition zurückschwenkt. Durch die hakenförmige Form der Raste 75 kann sich der
Kipphebel 73 trotz der Federkraft des federnd gelagerten Stößels nicht mehr anheben, sondern wird durch den Schnapper in der Position gehalten, in der das Ventil geöffnet ist.
Die Nockenwelle 70 ist im Verhältnis zu den Schnappern 72 so angebracht, dass ihre Nocken 31 ' bei einer Umdrehung der Nockenwelle 70 nacheinander gegen den Kontaktbereich jedes Schnappers schlagen. Der Kontakt eines Nocken 31' mit dem Kontaktbereich eines Schnappers ist in Fig. 14c dargestellt. Dabei wurde der
Schließbalken 74 zuvor angehoben, so dass er nun keinen Druck mehr auf die Kipphebel ausübt. Sobald der Nocken 31 ' gegen den unteren Kontaktbereich des Schnappers 72 drückt, schwenkt der Schnapper 72 um seine Drehachse 76 und gibt den Kipphebel 73 frei. Aufgrund der Mittel zur selbsttätigen Rückstellung des Stößels 50 nach oben, wird der Kipphebel 73 vom Stößel 50 nach oben gedrückt. Sobald der Nocken 31' den Schnapper 72 passiert hat, schwenkt dieser gefedert wieder zurück in seine Ausgangsposition. Aufgrund der Windung der Nocken 31' um die
Nockenwelle 70 herum schlägt dann der zweite Nocken gegen den zweiten Schnapper, nachdem der erste Nocken gegen den ersten Schnapper geschlagen hat. Hierdurch erfolgt nun der gleiche Vorgang für das jeweils nächste Ventil und es wird ein sequentielles Schließen der Ventile erreicht, die den Schnappern zugeordnet sind. In diesem Zustand bleiben die Ventile bis sie durch Absenken des
Schließbalkens wieder geöffnet werden.
Aufnahme und Absetzen von Stückgut mit diesem Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Sauggreifers 10' werden anhand der Figuren 15 bis 18 erläutert. Dabei wird die Ansteuereinrichtung jedoch nicht in allen Details dargestellt, sondern ihre Funktionsweise wird vereinfacht durch die verschiedenen Positionen der
Kipphebel 73 gezeigt. Fig. 15 zeigt dabei den Sauggreifer mit vollständig offenen Ventilen und aufgenommenem Stückgut 80. Alle Kipphebel 73 wurden zuvor von dem Schließbalken herabgedrückt und sind in ihren Schnappern eingerastet. In diesem Zustand werden die Stößel 50 nach unten gedrückt, so dass die zugehörigen Dichtplatten die Ventilöffnungen in allen Luftkanälen freigeben. Der Unterdruck des Vakuumversorgungskanals 40 wird auf alle Luftkanäle und damit auf alle
Saugöffnungen verteilt, so dass über die gesamte Saugfläche Stückgut 80
angesaugt werden kann. In dieser Stellung der Steuerglieder wird der Sauggreifer auf einer Lage Stückgut abgesetzt und mehrere Packstücke 80 aufgenommen. Dabei können über die Länge jedes Luftkanals mehrere Stückgüter aufgenommen werden, was in der Fig. 15 jedoch nicht zeichnerisch dargestellt ist.
In diesem Zustand kann der Sauggreifer zusammen mit dem Stückgut an eine andere Position geschwenkt oder bewegt werden, an der das Stückgut wieder abgesetzt werden soll. Damit dies reihenweise (sequentiell) nach einem festen Schema erfolgen kann, wird die Nockenwelle 70 um eine Umdrehung in Rotation versetzt, um die Luftkanäle nacheinander zu entlüften, d.h. den Unterdruck
aufzuheben. Schlägt der erste Nocken am Anfang der Nockenwelle 70 auf den Kontaktbereich des ersten Schnappers, schwenkt der Schnapper um seine
Drehachse und die Raste gibt den zugehörigen Kipphebel frei. Durch die selbsttätige Rückstellung der Stößel, hebt sich der Stößel an und der Kipphebel wird ebenfalls nach oben gedrückt. Die am Stößel angebrachte Dichtplatte bewegt sich nach oben und verschließt die zugehörige Ventilöffnung des ersten, rechten Luftkanals. Dadurch hat der Luftkanal keine Verbindung mehr zum Vakuumversorgungskanal 40, was die Saugwirkung an den Saugöffnungen 21 des Luftkanals aufhebt. Dieser Beginn des Absetzzyklus ist in Fig. 16 dargestellt. Da an diesem Luftkanal kein Packstück angesaugt wurde, erfolgt jedoch hier noch kein Ablösen eines Packstücks.
Bei weiterer Rotation der Nockenwelle treffen nacheinander die nächsten Nocken auf den jeweils nächsten Schnapper, geben einen Kipphebel frei und schließen so das zugehörige Ventil. Fig. 17 zeigt den Sauggreifer etwa in der Mitte eines solchen Absetzzyklus. Nach und nach werden alle Luftkanäle sequentiell entlüftet und die Packstücke fallen herab, sobald die Saugkraft der Saugöffnungen in deren Bereich nachlässt. Fig. 18 zeigt den Sauggreifer am Ende des Absetzzyklus, wenn alle Packstücke herabgefallen sind.
Um wieder neues Stückgut aufnehmen zu können, wird der Schließbalken
abgesenkt, wodurch auch die Stößel abgesenkt und die Ventile wieder geöffnet werden. Die Kipphebel rasten unter den Schnappern ein und die Ventile werden so offen gehalten. In diesem Zustand kann im nächsten Aufnahmezyklus wieder an allen Luftkanälen Unterdruck angelegt und so Packstücke aufgenommen werden. Fig. 19 zeigt eine mögliche Verwendung des erfindungsgemäßen Sauggreifers 10, 10' in einer Depalletieranlage. Eine derartige Anlage ist beispielsweise in der
Deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2006 062 528 A1 beschrieben. Der
Sauggreifer wird auf einer Palette mit mehreren Lagen an Stückgut abgesenkt und nimmt mehrere Packstücke auf. Danach wird der Sauggreifer in eine Position oberhalb eines Transportbandes geschwenkt und die Luftkanäle reihenweise entlüftet. Hierdurch fallen die Packstücke nacheinander oder in kleineren Gruppen von dem Sauggreifer auf das Transportband herab. Eine zuvor aufgenommene Lage aus Packstücken wird so mit mechanischen Mitteln vereinzelt, ohne dass aufwändige und anfällige Sensorik eingesetzt werden muss. Bezugszeichenliste:
10,10' Sauggreifer
20 Saugfläche
21 Saugöffnung
22 Luftkanal
30 Ansteuereinrichtung
31 ,31' Steuerelement, Steuerglied, Nocken 40 Vakuumversorgungskanal
41 Vakuumversorgung
50 Stößel
51 ,51 ' Ventilöffnung
52 Ventilkörper, Dichtplatte
53 Stößelführung
54 Stößelaufnahme
60,61 Umlenkrolle
62 Steuerkette
70 Nockenwelle
71 Antriebskette
72 Schnapper
73 Kipphebel
74 Schließbalken
75 Raste
76 Drehachse
77 Kontaktbereich
80 Stückgut, Packstück

Claims

Sauggreifer zum lagenweisen Aufnehmen und sequentiellen Absetzen von Stückgut (80), umfassend eine Saugfläche (20) mit mehreren Saugöffnungen (21 ), die in Verbindung mit einer Vakuumversorgung stehen, und eine
Ansteuereinrichtung (30) zur temporären Verbindung der Saugöffnungen (21 ) mit dieser Vakuumversorgung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Sauggreifer (10;10') wenigstens zwei Luftkanäle (22) umfasst, die jeweils mehrere Saugöffnungen (21 ) miteinander verbinden, wobei jeder Luftkanal (22) jeweils über wenigstens ein Ventil mit einem zentralen, gerade verlaufenden Vakuumversorgungskanal (40) verbunden ist, der in Verbindung mit der Vakuumversorgung steht, und dass das wenigstens eine Ventil wenigstens einen Stößel (50) umfasst, durch dessen Bewegung das Öffnen und Schließen des Ventils steuerbar ist, wobei Mittel zur selbsttätigen Bewegung der Stößel (50) in eine Position vorgesehen sind, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, und die Stößel (50) auf einer geraden Stößelreihe angeordnet sind, und dass die Stößel (50) zur Betätigung der Stößel (50) in funktionaler Verbindung mit einer mechanischen Ansteuereinrichtung (30) stehen, die sich entlang der Stößelreihe erstreckt und mechanisch bewegbare Steuerelemente (31 ;31 ') zur sequentiellen Ansteuerung der Stößel (50) aufweist, wobei die Steuerelemente (31 ;31 ') dazu ausgebildet sind, nacheinander die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel (50) in eine Position, in der das
zugehörige Ventil geschlossen ist, anzusteuern, wodurch die zugehörigen Ventile entlang der Stößelreihe nacheinander geschlossen werden können.
Sauggreifer nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mechanische Ansteuereinrichtung (30) eine um wenigstens zwei Umlenkrollen (60;61 ) umlaufende, angetriebene Steuerkette (62) umfasst, die sich entlang der Stößelreihe erstreckt, und dass an der Steuerkette (62) als Steuerelemente mehrere Steuerglieder (31 ) in einer Steuergliederreihe so angebracht sind, dass die Steuerglieder (31 ) direkten oder indirekten Kontakt zu einem Stößel (50) haben und so den Stößel (50) in eine Position bewegen, in der das zugehörige Ventil geöffnet ist, wenn sich ein Steuerglied (31 ) beim Umlauf der Steuerkette (62) um die beiden Umlenkrollen (60;61 ) im Bereich des jeweiligen Stößels (50) befindet, während sich der Stößel (50) durch die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel (50) in eine Position bewegen lässt, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, wenn sich kein Steuerglied (31 ) im Bereich des jeweiligen Stößels (50) befindet.
Sauggreifer nach Anspruch 2,
Figure imgf000026_0001
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerglieder (31 ) quaderförmig ausgebildet sind und entlang der Steuerkette (62) in Form einer Steuergliederreihe so nebeneinander angeordnet sind, dass die Länge der Steuergliederreihe wenigstens der Länge der Stößelreihe entspricht.
Figure imgf000026_0002
Sauggreifer nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens das erste und letzte Steuerglied der Steuergliederreihe eine zur Steuerkette (62) hin abgeschrägte Oberseite aufweisen.
5. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerkette (62) in wenigstens einer Führung geführt ist.
6. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die sich zwischen den beiden Umlenkrollen (60;61) bildenden zwei Laufstrecken der Steuerkette (62) in einer Ebene mit der Stößelreihe liegen.
7. Sauggreifer nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mechanische Ansteuereinrichtung (30) eine angetriebene Nockenwelle (70) aufweist, die sich entlang der Stößelreihe erstreckt, wobei entlang der Nockenwelle (70) als Steuerelemente mehrere Nocken (31') so versetzt zueinander auf dem Umfang der Nockenwelle (70) angebracht sind, dass die Nocken (31 ') bei einer Umdrehung der Nockenwelle (70) entlang der
Stößelreihe nacheinander direkt oder indirekt Kontakt zu den Stößeln (50) haben und so nacheinander die Stößel (50) in eine Position bewegen, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, wobei die Nocken (31') die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel (50) in eine Position, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, ansteuern und die Anzahl der Nocken (31') wenigstens der Anzahl der Stößel (50) entspricht.
8. Sauggreifer nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Nocken (31') jeweils über einen Schnapper (72) und einen Kipphebel (73) indirekten Kontakt zu den Stößeln (50) haben, und dass oberhalb eines Stößels (50) jeweils ein schwenkbar gelagerter Kipphebel (73) mit Kontakt zum Stößel (50) angeordnet ist und ein Schnapper (72) federnd um eine mittige Drehachse (76) gelagert ist, wobei ein Schnapper (72) an einem Ende eine hakenförmige Raste (75) und am anderen Ende einen Kontaktbereich (77) aufweist, und dass ein Kipphebel (73) durch einen Schließbalken (74) in eine Position bewegbar ist, in der ein schwenkbares Ende des Kipphebels (73) die Raste (75) des jeweiligen Schnappers (72) untergreift und unter der Raste (75) einrastet, wobei die Nocken (31') bei Rotation der Nockenwelle (70) um ihre Längsachse nacheinander Kontakt zu dem Kontaktbereich (77) jedes
Schnappers (72) haben, und dass der Kontakt eines Nockens (31 ') zu dem Kontaktbereich (77) eines Schnappers (72) ein Drehen des Schnappers (72) um seine Drehachse (76) bewirkt, wodurch sich der zugehörige Kipphebel (73) aus der Raste (75) löst und die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel (50) in eine Position, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, angesteuert werden.
9. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rotation der Nockenwelle (70) durch eine am Umfang der
Nockenwelle (70) angreifende Antriebskette (71 ) bewirkt wird.
10. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Schließbalken (74) alle Kipphebel (73) übergreift und alle Kipphebel (73) durch den Schließbalken (74) gleichzeitig in eine Position bewegbar sind, in der ein schwenkbares Ende jedes Kipphebels (73) die Raste (75) des zugehörigen Schnappers (72) untergreift und unter der Raste (75) einrastet.
11. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel (50) in eine Position, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, eine federnde Lagerung der Stößel (50) umfassen.
12. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sauggreifer (10) einen Grundkörper aufweist und im Bereich des Vakuumversorgungskanals (40) in diesen Grundkörper für jedes Ventil wenigstens eine Ventilöffnung (51 ) eingebracht ist, welche den
Vakuumversorgungskanal (40) mit dem zugehörigen Luftkanal (22) verbindet und durch einen Ventilkörper (52) geschlossen und geöffnet werden kann, wobei der an dem Ventilkörper (52) angebrachte Stößel (50) durch eine
Stößelführung (53) im Vakuumversorgungskanal (40) aus dem
Vakuumversorgungskanal (40) herausgeführt ist und außerhalb des
Vakuumversorgungskanals (40) von den Steuerelementen (31 ;31 ') der mechanischen Ahsteuereinrichtung (30) kontaktierbar ist.
13. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Ventilkörper (52) eine Dichtplatte ist, mit der die Ventilöffnung (51 ) verschließbar ist.
14. Sauggreifer nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Dichtplatte (52) innerhalb eines Luftkanals (22) befindet und der an der Dichtplatte (52) angebrachte Stößel (50) durch eine Stößelaufnahme (54) aus dem Luftkanal (22) in den Vakuumversorgungskanal (40) und durch die Stößelführung (53) aus dem Vakuumversorgungskanal (40) herausgeführt ist, wobei die Dichtplatte (52) die Ventilöffnung (51 ) von der Seite des
Luftkanals (22) her abdeckt und freigibt, wenn der zugehörige Stößel (50) bewegt wird.
Sauggreifer nach den Ansprüchen 11 und 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel zur selbsttätigen Rückstellung der Stößel (50) in eine Position, in der das zugehörige Ventil geschlossen ist, so ausgebildet sind, dass sie die Dichtplatte (52) zusammen mit dem Stößel (50) in Richtung der mechanischen Ansteuereinrichtung (30) drücken.
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