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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Heben von Platten, Tafeln od. dgl. mit mehreren gemeinsam hebbaren Saugköpfen, die über Saugleitungen und ein gemeinsames Steuerventil an eine Vakuumpumpe angeschlossen sind, wobei zwischen der Saugleitung und dem Saugraum jedes Saugkopfes ein Ventil vorgesehen ist, das aus einer an die Saugleitung und den Saugraum angeschlossenen Kammer und einer die Kammer in zwei Druckräume unterteilenden Membran besteht, die den die Verbindung zwischen Saugleitung und Saugraum unterbrechenden Ventilkörper bildet.
Das Heben, Wenden und Transportieren von Platten oder Tafeln mit Hilfe von üblicherweise als Saugnäpfe oder Saugteller ausgebildeten Saugköpfen bringt nicht nur eine geringere Verletzungsgefahr für die Oberfläche der Platten oder Tafeln bei ihrer Handhabung mit sich, sondern kann auch für nicht ferromagnetische Güter angewendet werden. Häufig werden derartige Vorrichtungen zum Abheben der einzelnen Platten oder Tafeln von einem Stapel solcher Güter eingesetzt, wobei die Saugköpfe der Hebevorrichtung über eine Fläche verteilt angeordnet sind, die etwa der Platten- oder Tafelgrösse entspricht, so dass alle Saugköpfe auf die zu hebenden Platten oder Tafeln tatsächlich aufgesetzt werden.
Sollen jedoch Platten oder Tafeln angehoben werden, deren Abmasse kleiner als die Verteilungsfläche der Saugköpfe sind, so können nicht alle Saugköpfe der Vorrichtung auf das zu transportierende Gut aufgesetzt werden. Dieser Umstand bringt keinerlei Nachteile mit sich, wenn der zum Anheben der Tafeln oder Platten erforderliche Unterdruck in den Saugköpfen nur durch Andrücken der Saugköpfe erzeugt wird.
Wird jedoch, wie dies für schwereres Transportgut oder längere Transportwege erforderlich ist, der Unterdruck von einer angeschlossenen Vakuumpumpe erzeugt, so steht die Vakuumpumpe über die nicht auf das Transportgut aufgesetzten Saugköpfe mit der Atmosphäre in Verbindung, was entweder eine hohe Pumpenleistung erforderlich macht, die beim Aufsetzen aller Saugköpfe auf das Transportgut, also für das Heben auch grösserer Tafeln oder Platten nicht notwendig wäre, oder dazu führt, jeden Saugkopf für sich zu steuern. In beiden Fällen ist der konstruktive Aufwand hoch, die Störanfälligkeit beträchtlich und die Betriebssicherheit nicht immer gewährleistet, ganz abgesehen davon, dass hiefür ein vergleichsweise grosser finanzieller Einsatz erforderlich ist.
Es wurde daher bereits vorgeschlagen (DE-AS 1960106), zwischen der Saugleitung und dem Saugraum jedes Saugkopfes ein auf unterschiedliche Druckverhältnisse selbständig ansprechendes Ventil vorzusehen.
Zu diesem Zweck wird eine Ventilkammer durch eine Membran in zwei Druckräume unterteilt, von denen der eine an die Saugleitung, der andere aber an den Saugraum des Saugkopfes angeschlossen ist, wobei die Membran Luftdurchtrittsöffnungen aufweist, die einen begrenzten Luftstrom zwischen den beiden Druckräumen gestatten. Wird nun der Saugraum über die Saugleitung entlüftet, so strömt die angesaugte Luft durch die Durchtrittsöffnungen der Membran und biegt sie etwas gegen die Saugleitungseintritts- öffnung hin durch. Da auf Grund des im Saugraum entstehenden Vakuums die Luftströmung jedoch nur kurz andauert, soll die Membran beim Eintreten des Vakuums jedoch wegen der Eigenelastizität gleich wieder in die Ausgangsstellung zurückkehren.
Dieser Effekt tritt aber nicht auf, wenn der Saugraum des Saugkopfes nicht völlig abgedeckt ist, wenn also der Saugkopf nicht vollständig oder überhaupt nicht auf das zu hebende Gut aufgesetzt wird. Durch die dauernde Fremdluftzufuhr wird in einem solchen Fall die Membran einer erheblichen Luftströmung ausgesetzt, die die Membran soweit durchbiegt, dass sie die Saugleitungseintrittsöffnung verschliesst, was zum automatischen Abschalten des jeweiligen Saugkopfes führt. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist vor allem, dass die Betätigung der Membran vom Strömungdruck abhängt, der vielen nicht genau erfassbaren und wechselnden Einflüssen unterliegt, so dass die richtige Betätigung des Ventils nicht gewährleistet werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Heben von Platten, Tafeln od. dgl. der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, dass die nicht benötigten Saugköpfe mit Sicherheit automatisch abgeschaltet werden, so dass die Leistung der Vakuumpumpe lediglich für die Kraft zum Heben der grössten und schwersten Platten oder Tafeln ausgelegt zu werden braucht.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die im Öffnungssinn federbelastete Membran als dichte Trennwand ausgebildet ist, dass beide Druckräume jeweils für sich an den Saugraum angeschlossen sind und dass die über die Saugleitung auf die Membran aufbringbaren Kräfte bei Atmosphärendruck in dem von der Saugleitung getrennten Druckraum grösser als die Kraft der Feder für die Membran ist. Je nach der Beaufschlagung der Membran wird das zwischen der Saugleitung und dem Saugraum jedes Saugkopfes vorgesehene Ventil betätigt, u. zw. in Abhängigkeit von den tatsächlichen
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Druckverhältnissen in den beiden Druckräumen und nicht in Abhängigkeit von Durchströmdrücken, so dass eindeutige Verhältnisse bezüglich des Differenzdruckes zwischen den beiden Druckräumen herrschen.
Da auch der nicht an die Saugleitung angeschlossene Druckraum mit dem Saugraum des Saugkopfes in Verbindung steht, wird bei aufgesetztem Saugkopf auch in diesem Druckraum ein Unterdruck aufgebaut, dessen Kraftwirkung auf die entsprechende Beaufschlagungsfläche sich im wesentlichen mit der Kraftwirkung aufhebt, die sich zufolge des Unterdruckes im andern Druckraum und im Ventilgehäuse auf die Membran ergibt. Es verbleibt demnach die durch die Feder erzeugte Stellkraft, die das Ventil in der Öffnungsstellung hält. Die Stellkraft der Öffnungsfeder muss daher grösser als die Differenz der beiden zufolge beidseitigen Unterdruckes herrschenden Kraftwirkungen sein.
Ist jedoch der Saugkopf nicht auf das Transportgut aufgesetzt, so ergibt sich zwischen den beiden Druckräumen eine wesentlich grössere Druckdifferenz, weil zwar in dem einen Druckraum über die angeschlossene Saugleitung ein Unterdruck aufgebaut wird, nicht aber im andern Druckraum, der über den Saugraum des Saugkopfes mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Die dadurch bedingte Druckdifferenz bewirkt eine grössere Stellkraft auf die Membran als die Feder, so dass sich das Ventil schliesst. Bei nicht aufgesetztem Saugkopf wird also die Saugleitung durch das Ventil in erwünschter Weise automatisch geschlossen.
Durch das Aufsetzen der Saugköpfe auf das Transportgut kann sich in dem nicht mit der Saugleitung verbundenen Druckraum ein Überdruck bilden, der unter Umständen zum Schliessen des Ventils führen könnte. Um dies mit Sicherheit auszuschalten, ist in weiterer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass der von der Saugleitung getrennte Druckraum über ein Überdruckventil mit der Atmosphäre verbunden ist. Das Überdruckventil muss dabei selbstverständlich so eingestellt sein, dass sich ein ein Schliessen des Ventils gegen die Stellkraft der Öffnungsfeder bewirkender Druck in diesem Druckraum nicht aufbauen kann.
Um auf die Membran des Ventils in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehende Kraftwirkungen zu erzielen, kann die Saugleitung jedes Kopfes über eine vorzugsweise einstellbare Drosselstelle an den einen Druckraum angeschlossen sein, wobei die EinsteUbarkeit der Drosselstelle auch ein nachträgliches Anpassen ermöglicht.
Wird die Vakuumpumpe bereits vor dem Aufsetzen der Saugköpfe auf das Transportgut eingeschaltet, so muss verhindert werden, dass die volle Saugleistung zu den Saugköpfen gelangt, bevor sie aufgesetzt sind, weil sonst alle Saugköpfe abgeschaltet werden würden. Zu diesem Zweck ist zu dem die Saugleitungen mit der Vakuumpumpe verbindenden Steuerventil ein Drosselventil parallelgeschaltet, wobei das Steuerventil über ein Zeitglied geöffnet wird. Dieses Drosselventil bewirkt an den Saugköpfen lediglich eine Saugleistung, die noch nicht zum Schliessen der Ventile führt. Alle Saugköpfe bleiben daher noch aktiviert. Erst wenn nach dem Aufsetzen der Saugköpfe auf das Transportgut das Steuerventil durch das Zeitglied geöffnet wird, gelangt der volle Unterdruck zu den Saugköpfen, was das Schliessen der nicht aufgesetzten Saugköpfe zur Folge hat.
Bei den aufgesetzten Saugköpfen hat sich jedoch bereits vor dem Öffnen des Steuerventils ein gewisser Unterdruck in dem nicht an die Saugleitung angeschlossenen Druckraum aufgebaut, so dass die durch das Öffnen des Ventils bedingte volle Saugleistung, die erst über den Saugraum auf diesen Druckraum wirken kann, mit Sicherheit nicht zum Schliessen des Ventils führt, auch wenn der leitungsbedingte Druckabfall vergleichsweise gross ist.
In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Heben von Platten, Tafeln od. dgl. im schematischen Querschnitt, Fig. 2 ein Blockschaltbild der gesamten Saugeinrichtung und Fig. 3 einen Schnitt durch einen Saugkopf mit einem Ventil zwischen der Saugleitung und dem Saugraum im vergrösserten Massstab.
Wie insbesondere den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, besteht die dargestellte Vorrichtung im wesentlichen aus mehreren gleichmässig über eine bestimmte Fläche verteilten Saugköpfen --1--, die in einem gemeinsamen Träger --2-- gelagert und mit diesem Träger gehoben werden können. Um das Aufsetzen der Saugköpfe --1--, die im Ausführungsbeispiel als Saugteller ausgebildet sind, zu erleichtern, sind sie in Aufsetzrichtung verschiebbar im Träger --2-- gelagert und stützen sich gegen- über diesem über Federn --3ab--, so dass der notwendige Anpressdruck der Dichtlippen --4-- weitgehend unabhängig von der Stellung des Trägers --2-- gewährleistet ist.
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Der durch die Dichtlippen --4-- gegenüber der anzuhebenden Platte --5-- abgedichtete Saugraum - 6-- jedes Saugkopfes --1-- ist über Saugleitungen --7-- an ein Steuerventil --8-- und über dieses Steuerventil --8-- an eine Vakuumpumpe --9-- und an einen Vakuumspeicher-10-- angeschlossen, so dass über die Saugleitungen --7-- alle Saugköpfe --1-- gemeinsam beaufschlagt werden können. Zwischen den Saugleitungen --7-- und den Saugräumen --6-- der Saugköpfe --1-- ist jedoch ein Ventil-11- vorgesehen, dessen als Membran --12-- ausgebildeter Ventilkörper eine Kammer --13-- in zwei Druckräume - 14 und 15-dicht unterteilt.
Der den Ventilsitz --16-- umfassende Druckraum --15-- ist dabei über eine Drosselstelle --17-- an die Saugleitung --7-- angeschlossen, während der andere Druckraum --14-- über eine Verbindungsleitung --18-- mit dem Saugraum --6-- druckverbunden ist. Die zugleich als Ventilkörper und als Stellglied für den Ventilkörper wirkende Membran --12-- wird durch eine Feder --19-- im Öffnungssinn belastet, so dass die Stellung der Membran --12-- von der Druckdifferenz in den Druckräumen-14 und 15-- und von der Kraft der Feder --19-- abhängt. Die Stellkraft der Feder ist dabei so gewählt, dass bei nicht aufgesetztem Saugkopf --1--, also bei Atmosphärendruck im Druckraum und bei voller Saugleistung, also bei einem Unterdruck im Druckraum --15--,
die durch die Druckdifferenz in den beiden Druckräumen --14 und 15-- bewirkte Kraft auf die Membran --12-- grösser als die Stellkraft der Feder --19-- ist.
Wird der Saugkopf --1-- auf das Transportgut --5-- aufgesetzt, so wird über die Saugleitung --7-nicht nur im Saugraum --6--, sondern über die vom Saugraum --6-- ausgehende Verbindungsleitung - auch im Druckraum --14-- ein Unterdruck aufgebaut, dessen Kraft auf die Membran --12-- etwa im Gleichgewicht mit der vom Unterdruck im Druckraum --15-- auf die Membran --12-- ausgeübte Kraft steht, weil die Beaufschlagungsflächen gleich gross sind. Die Feder --19-- wird deshalb die Membran --12-- vom Ventil --16-- entfernt halten.
Damit die Druckdifferenz zwischen den Druckräumen-14 und 15-- nicht zu einem Schliessen des Ventils gegen die Kraft der Feder --19-- führt, ist ein Überdruckventil - vorgesehen, dessen Belastungsfeder --21-- eine geringere Stellkraft als die Feder --19-- besitzt, so dass dieses Überdruckventil --20-- den Druckraum --14-- mit der Atmosphäre verbindet, bevor der Überdruck im Druckraum --14--, beispielsweise beim Aufsetzen des Saugkopfes, ein Schliessen des Ventils - bewirken kann.
Wird der Saugkopf-l-jedoch nicht auf das Transportgut aufgesetzt, weil die Grundfläche des Transportgutes kleiner als die Verteilungsfläche der Saugköpfe-l-ist, wie dies beispielsweise für das in Fig. 2 strichpunktiert eingezeichnete Transportgut --5'-- der Fall ist, so herrscht auch bei voller Saugleistung im Druckraum --14-- Atmosphärendruck, was, da im Druckraum --15-- ein entsprechend hoher Unterdruck vorhanden ist, zu einer Druckdifferenz zwischen den beiden Druckräumen --14 und 15-- führt, die das Schliessen des Ventils gegen die Kraft der Feder --19-- bewirkt.
Um zu verhindern, dass schon vor dem Aufsetzen der Saugköpfe --1-- auf das Transportgut --5-der ein Schliessen aller Saugköpfe bewirkende Unterdruck im Druckraum --15-- aufgebaut wird, ist die Vakuumpumpe --9-- lediglich über ein parallel zum Steuerventil --8-- geschaltetes Drosselventil --2-- an die Saugleitungen --7-- angeschlossen, so dass nur ein entsprechender Teil des Endunterdruckes in den Druckräumen --15-- aufgebaut werden kann.
Erst nach einer gewissen, durch ein nicht dargestelltes Zeitglied bestimmten Zeit wird das Steuerventil --8-- und damit der volle Saugquerschnitt geöffnet, so dass ein Schliessen der Ventile-11- der nicht oder nur zum Teil aufgesetzten Saugköpfe --1-- erst erfolgt, wenn die andern Saugköpfe bereits auf das Transportgut aufgesetzt sind. Solange das Drosselventil --22-- durch das Steuerventil - noch nicht kurzgeschlossen ist, kann sich bei den aufgesetzten Saugköpfen-l-im Druckraum - ein geringer Unterdruck aufbauen, der mit Sicherheit verhindert, dass sich bei der vollen Saugleistung zwischen den Druckräumen --14 und 15-- eine ein Schliessen des Ventils bewirkende Druckdifferenz aufbaut.
An Stelle des Zeitgliedes könnten auch an den Saugköpfen vorgesehene Fühler dienen, die das Steuerventil --8-- öffnen. Die Drosselstelle --17-- erlaubt für den gleichen Zweck nur einen langsamen Aufbau des Unterdruckes in der Druckkammer-15-.
Werden die Saugleitungen --7-- über ein Ventil --23-- belüftet, so wird sowohl der Unterdruck im Druckraum --15-- der aufgesetzten Saugköpfe als auch der nicht aufgesetzten Saugköpfe abgebaut, was ein Offenhalten bzw. Öffnen der Ventile --11-- durch die Federn --19-- und ein Abfallen des Transportgutes --5-- zur Folge hat.