DE102020120280A1

DE102020120280A1 - Vorrichtung zum Greifen und Transportieren von Objekten

Info

Publication number: DE102020120280A1
Application number: DE102020120280.6A
Authority: DE
Inventors: Stefan Elsperger; Michael Neubauer; Johann Koenig
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2022-02-03

Abstract

Die Erfindung betrifft u.a. eine Vorrichtung (10A; 10B; 10C; 10D) zum Greifen und Transportieren von Objekten. Ein Planarantriebssystem (12) weist ein Grundelement (14), eine erste Bewegungsvorrichtung (16) und eine zweite Bewegungsvorrichtung (18), die bezüglich des Grundelements (14) bewegbar sind, auf. Ein Träger (22) trägt mindestens ein Greiferelement (28, 30) zum Greifen eines Objekts. Ein erstes Gestängeelement ist an einem Ende gelenkig mit der ersten Bewegungsvorrichtung und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem Träger verbunden. Ein zweites Gestängeelement (26) ist an einem Ende gelenkig mit der zweiten Bewegungsvorrichtung (18) und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem Träger (22) verbunden. Vorteilhaft schafft die Vorrichtung ein Planarantriebssystem mit Greiferfunktionalität.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen und Transportieren von Objekten, vorzugsweise von Behältern, mit einem Planarantriebssystem. Die vorliegende Offenbarung betrifft auch eine Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern mit einer Vorrichtung zum Greifen von Objekten.
Technischer Hintergrund
Behälter in unterschiedlichen Geometrien und Formen werden in Abfüll- und Verpackungsanlagen durch die einzelnen Anlagenteile transportiert, dabei gefüllt, verschlossen, etikettiert, inspiziert und ausgeschleust, gruppiert und verpackt.
Die EP 3 172 156 B1 offenbart eine Antriebsfläche, die zwei Transportsysteme quer zu deren Transportrichtung überdeckt. Die Antriebsfläche ist etwas oberhalb der Oberseite der Transportsysteme in der Weise angeordnet, dass Mover in der Lage sind, zugeführte Produkte mit zumindest teilweiser Vertikalbewegung aufzunehmen und in einen Behälter abzulegen. Zwei Mover greifen jeweils zusammen eine Gruppe zugeführter Produkte. Eine Handlingseinrichtung der Mover ist beispielsweise L-förmig ausgeführt und umfasst mehrere Aufnahmen für die Produkte. Alle Aufnahmen sind beim Aufnehmen der Produkte parallel nach unten gerichtet.
Die DE 10 2013 206 125 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Umgang mit Artikeln. Die Vorrichtung umfasst mindestens eine Gruppe von insgesamt vier unabhängig voneinander entlang zweier geschlossen umlaufender Führungsbahnen beweglich angetriebene Schlitten. Ein erstes Paar Schlitten der Gruppe ist entlang einer ersten, geschlossen umlaufenden Führungsbahn und ein zweites Paar Schlitten der Gruppe ist entlang einer zweiten, geschlossen umlaufenden Führungsbahn beweglich angetrieben. Alle Schlitten der Gruppe sind über ein Gestänge umfassend vier Gestängeelemente und einem Koppelelement gelenkig miteinander verbunden. Im Zentrum des Gestänges befindet sich das Koppelelement. Jeder der Schlitten der Gruppe ist über jeweils ein Gestängeelement gelenkig mit dem Koppelelement verbunden. Die vier Gestängeelemente sind jeweils mit einem ersten Ende gelenkig mit dem Koppelelement verbunden. Jedes der vier Gestängeelemente ist mit einem jeweils verbleibenden, vom ersten Ende entfernten zweiten Ende gelenkig mit einem Schlitten der Gruppe verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative und/oder verbesserte Vorrichtung zum Greifen von Objekten, vorzugsweise Behältern, zu schaffen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen und Transportieren von Objekten, vorzugsweise von Behältern. Die Vorrichtung weist ein (z. B. magnetisches) Planarantriebssystem mit einem Grundelement, einer ersten Bewegungsvorrichtung und einer zweiten Bewegungsvorrichtung auf. Die erste Bewegungsvorrichtung und die zweite Bewegungsvorrichtung sind bezüglich des Grundelements (z. B. unabhängig) bewegbar (z. B. mittels magnetischer Wechselwirkung). Die Vorrichtung weist einen Träger, der mindestens ein Greiferelement zum Greifen eines Objekts trägt, auf. Die Vorrichtung weist ein erstes Gestängeelement, das an einem Ende gelenkig mit der ersten Bewegungsvorrichtung und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem Träger verbunden ist, auf. Die Vorrichtung weist ein zweites Gestängeelement, das an einem Ende gelenkig mit der zweiten Bewegungsvorrichtung und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem Träger verbunden ist, auf.
Vorteilhaft schafft die Vorrichtung ein Planarantriebssystem mit Greiferfunktionalität. Das Planarantriebssystem kann ermöglichen, dass eine Greiferbetätigung ohne externe Medienzuführung (Strom oder Fluid) zum Greifer durchgeführt werden kann. Dadurch können sich die Bewegungsvorrichtungen ungehindert über das Grundelement bewegen, ohne dass eine Position einer externen Medienzuführung beachtet werden muss (z. B. kein Verheddern unterschiedlicher Medienzuführungen möglich).
Bevorzugt kann der Träger mittels des ersten Gestängeelements und des zweiten Gestängeelements getragen sein.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung ferner eine Betätigungsvorrichtung auf, die zum Betätigen des mindestens einen Greiferelements ausgebildet ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel trägt der Träger oder die erste Bewegungsvorrichtung die Betätigungsvorrichtung.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Betätigungsvorrichtung dazu ausgebildet, das mindestens eine Greiferelement zu bewegen, vorzugsweise zu verschieben, und/oder die Betätigungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, zwei Greiferelemente relativ zueinander zu bewegen, vorzugsweise zu verschieben.
In einer Ausführungsform ist die Betätigungsvorrichtung dazu ausgebildet, Fluid, vorzugsweise Luft, vom Greiferelement anzusaugen, und/oder die Betätigungsvorrichtung ist als eine Fluidfördereinrichtung, vorzugsweise eine Pumpe oder ein Verdichter, ausgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Planarantriebssystem ferner eine dritte Bewegungsvorrichtung auf, die bezüglich des Grundelements bewegbar ist. Die Betätigungsvorrichtung ist von der dritten Bewegungsvorrichtung antreibbar, vorzugsweise mittels Bewegen der dritten Bewegungsvorrichtung bezüglich des Grundelements (z. B. Drehbewegung und/oder lineare Bewegung). So kann auf technisch einfach umsetzbare Weise eine Greiferbetätigung implementiert werden, die keine externe Medienzuführung zum Greifer benötigt. Die Greiferbetätigung kann einfach durch eine Bewegung der dritten Bewegungsvorrichtung bewirkt werden.
Bevorzugt kann eine triebliche Verbindung zwischen der dritten Bewegungsvorrichtung und der Betätigungsvorrichtung bestehen.
In einer Weiterbildung ist die Betätigungsvorrichtung mittels einer Welle antreibbar, die durch eine Bewegung der dritten Bewegungsvorrichtung antreibbar ist.
In einer Ausführungsvariante ist eine Drehung der Welle durch eine lineare Bewegung der dritten Bewegungsvorrichtung bewirkbar. Alternativ kann bspw. eine Drehung der Welle durch eine Drehbewegung der dritten Bewegungsvorrichtung bewirkbar sein.
In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Welle telekopierbar. Damit kann beispielsweise eine triebliche Verbindung zwischen der Betätigungsvorrichtung und der dritten Bewegungsvorrichtung auch bei unterschiedlichen Höhenlagen der Betätigungsvorrichtung beibehalten werden.
In einer weiteren Ausführungsvariante ist die Welle direkt mir der dritten Bewegungsvorrichtung verbunden oder verbindbar ist, vorzugsweise gelenkig.
In einem Ausführungsbeispiel trägt die erste Bewegungsvorrichtung ein Drehelement, vorzugsweise ein Zahnrad oder eine Rolle, das antreibend mit der Welle verbunden ist, vorzugweise gelenkig. Zusätzlich kann bspw. die dritte Bewegungsvorrichtung ein Antriebselement, vorzugsweise eine Zahnstange oder eine Rollenfahrbahn, tragen, mit der das Drehelement antreibbar ist.
In einer Weiterbildung ist das Drehelement durch das Antriebselement mittels einer, vorzugsweise linearen, Relativbewegung zwischen der ersten Bewegungsvorrichtung und der dritten Bewegungsvorrichtung, während das Drehelement und das Antriebselement einander kontaktieren (z. B. aufeinander abrollen oder miteinander kämmen oder ineinandergreifen), antreibbar.
In einer Ausführungsform weist das Planarantriebssystem ferner eine dritte Bewegungsvorrichtung und eine vierte Bewegungsvorrichtung auf, die bezüglich des Grundelements bewegbar sind (z. B. mittels magnetischer Wechselwirkung).
In einer Weiterbildung weist die Vorrichtung ferner einen weiteren Träger, der mindestens ein weiteres Greiferelement zum Greifen des Objekts trägt, auf. Die Vorrichtung kann ferner ein drittes Gestängeelement aufweisen, das an einem Ende gelenkig mit der dritten Bewegungsvorrichtung und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem weiteren Träger verbunden ist. Die Vorrichtung kann ferner ein viertes Gestängeelement aufweisen, das an einem Ende gelenkig mit der vierten Bewegungsvorrichtung und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem weiteren Träger verbunden ist. Vorzugsweise können das mindestens eine Greiferelement und das mindestens eine weitere Greiferelement zusammen einen Greifer bilden. So kann auf technisch einfach umsetzbare Weise eine Greiferbetätigung implementiert werden, die keine externe Medienzuführung zum Greifer benötigt. Die Greiferbetätigung kann einfach durch eine Relativbewegung zwischen der ersten und zweiten Bewegungsvorrichtung einerseits und der dritten und vierten Bewegungsvorrichtung andererseits bewirkt werden.
In einer Ausführungsform weist das mindestens eine Greiferelement ein mechanisches Greiferelement und/oder ein Sauggreiferelement auf.
In einer weiteren Ausführungsform bilden die erste Bewegungsvorrichtung, die zweite Bewegungsvorrichtung, das erste Gestängeelement und das zweite Gestängeelement eine Parallelkinematik, vorzugsweise eine Parallel-Stabkinematik, zum Bewegen des Trägers, vorzugsweise als Duopod oder als Teil eines Tripods, Quadpods, Pentapods oder Hexapods.
Es ist möglich, dass die Vorrichtung mehrere Einheiten jeweils aufweisend eine erste Bewegungsvorrichtung, eine zweite Bewegungsvorrichtung, einen Träger, mindestens ein Greiferelement, ein erstes Gestängeelement, ein zweites Gestängeelement und ggf. eine Betätigungsvorrichtung, eine Welle und/oder eine dritte Bewegungsvorrichtung (usw.) aufweist. Zweckmäßig können so mehrere Objekte von den mehreren Einheiten gegriffen und transportiert werden.
Es ist auch möglich, dass die Vorrichtung mehrere Einheiten jeweils aufweisend eine dritte Bewegungsvorrichtung, eine vierte Bewegungsvorrichtung, einen weiteren Träger, mindestens ein weiteres Greiferelement, ein drittes Gestängeelement und ein viertes Gestängeelement) aufweist.
Die vorliegende Offenbarung betrifft auch eine Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern (z. B. für flüssige Medien, vorzugsweise Getränke oder flüssige Nahrungsmittel), aufweisend (mindestens) eine Behälterbehandlungsvorrichtung, die zum Herstellen, Reinigen, Befüllen, Verschließen, Prüfen, Etikettieren, Bedrucken, Gruppieren und/oder Verpacken der Behälter ausgebildet ist. Die Behälterbehandlungsanlage weist zudem die Vorrichtung wie hierin offenbart auf, die bezüglich eines Behälterstroms stromaufwärts oder stromabwärts der Behälterbehandlungsvorrichtung angeordnet oder in die Behälterbehandlungsvorrichtung integriert ist.
Es ist möglich, dass das Planarantriebssystem eine Steuereinheit aufweist, die eine Bewegung der Bewegungsvorrichtungen steuert, z. B. zum Bewegen des mindestens einen Greiferelements und/oder zum Betätigen des mindestens einen Greiferelements.
Vorzugsweise kann sich der Begriff „Steuereinheit“ auf eine Elektronik (z. B. mit Mikroprozessor(en) und Datenspeicher) beziehen, die je nach Ausbildung Steuerungsaufgaben und/oder Regelungsaufgaben und/oder Verarbeitungsaufgaben übernehmen kann. Auch wenn hierin der Begriff „Steuern“ verwendet wird, kann damit gleichsam zweckmäßig auch „Regeln“ bzw. „Steuern mit Rückkopplung“ und „Verarbeiten“ umfasst bzw. gemeint sein.
Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.
Figurenliste
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine schematische Perspektivansicht einer Vorrichtung zum Greifen und Transportieren eines Objekts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 eine schematische Perspektivansicht einer Vorrichtung zum Greifen und Transportieren eines Objekts gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
3 eine schematische Perspektivansicht einer Vorrichtung zum Greifen und Transportieren eines Objekts gemäß einem weiteren anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung; und
4 eine schematische Perspektivansicht einer Vorrichtung zum Greifen und Transportieren eines Objekts gemäß einem weiteren anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Die 1 zeigt eine Vorrichtung 10A zum Greifen von Objekten (nicht dargestellt), mit der die gegriffenen Objekte auch transportiert werden können. Die Objekte sind vorzugsweise Behälter, z. B. für flüssige, pastöse oder feste Nahrungsmittel usw. Die Behälter können beispielsweise als Flaschen, Dosen, Kanister usw. ausgeführt sein.
Besonders bevorzugt kann die Vorrichtung 10A (10B-10D) in einer Behälterbehandlungsanlage (nicht gesondert dargestellt) zum Behältertransport eingesetzt werden. Die Behälterbehandlungsanlage kann mindestens eine Behälterbehandlungsvorrichtung zum Behandeln von Behältern aufweisen. Beispielsweise kann die Behälterbehandlungsvorrichtung zum Herstellen, Reinigen, Befüllen, Verschließen, Prüfen, Etikettieren, Bedrucken, Gruppieren und/oder Verpacken von Behältern ausgebildet sein. Die Vorrichtung 10A (10B-10D) kann ein Teil der Behälterbehandlungsvorrichtung sein, Behälter zu der Behälterbehandlungsvorrichtung transportieren und/oder Behälter von der Behälterbehandlungsvorrichtung abtransportieren. Es ist allerdings auch möglich, dass die Vorrichtung 10A (10B-10D) in anderen Anlagen zum Transport von Objekten eingesetzt wird.
Die Vorrichtung 10A (10B-10D) weist ein Planarantriebssystem 12 auf. Das Planarantriebssystem 12 ist vorzugsweise ein magnetisches Planarantriebssystem.
Das Planarantriebssystem 12 weist ein Grundelement 14 und mehrere Bewegungsvorrichtungen (Mover bzw. Läufer) 16, 18, 20 auf. Die Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 können mittels magnetischer Wechselwirkung mit dem Grundelement 14 frei und unabhängig voneinander über das Grundelement 14 bewegt werden. Die Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 können auch mittels magnetischer Wechselwirkung mit dem Grundelement 14 bezüglich des Grundelements 14 gedreht werden (z. B. Gieren). Die Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 können auch mittels magnetischer Wechselwirkung mit dem Grundelement 14 bezüglich des Grundelements 14 geneigt werden (z. B. Nicken und/oder Rollen). Die Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 können ebenfalls mittels magnetischer Wechselwirkung mit dem Grundelement 14 bezüglich des Grundelements 14 eine Hubbewegung nach oben oder nach unten ausführen. Eine Anzahl der Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 kann je nach Anwendungsfall frei wählbar sein.
Das Grundelement 14 bildet einen Stator des Planarantriebssystems 12. Die Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 bilden Läufer des Planarantriebssystems 12. Die Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 werden berührungslos von dem Grundelement 14 getragen, vorzugsweise auf einer Oberseite des Grundelements 14. Das Grundelement 14 kann beispielsweise mehrere, verteilt angeordnete Elektromagnete, z. B. elektrische Spulen, aufweisen. Die Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 können Permanentmagnete aufweisen. Die Elektromagnete sind bevorzugt in einer Matrix angeordnet, welche sich in einer Ebene des Grundelements 14 erstreckt (hier bevorzugt Horizontalebene). Eine Steuereinheit (nicht dargestellt) des Planarantriebssystems 12 kann eine Stromzuführung zu den Elektromagneten des Grundelements 14 steuern, um elektromagnetische Felder an einer gewünschten Position des Grundelements 14 mit einer gewünschten Feldstärke aufzubauen. Ein Vortrieb, eine Drehung, eine Neigung und/oder ein Hub der Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 kann durch entsprechende elektromagnetische Felder der Elektromagneten des Grundelements 14 bewirkt werden. Bevorzugt ist das Grundelement 14 in einer Horizontalebene ausgerichtet. Allerdings sind auch andere Ausrichtungen denkbar, z. B. eine Vertikalausrichtung.
Die mehreren Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 können, wie dargestellt ist, auf einer Oberseite des Grundelements 14 bewegbar angeordnet sein. Es ist aber beispielsweise auch möglich, dass die mehreren Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 über Kopf bzw. auf einer Unterseite des Grundelements 14 bewegbar angeordnet sind.
Die mehreren Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 20 weisen eine erste Bewegungsvorrichtung 16, eine zweite Bewegungsvorrichtung 18 und eine dritte Bewegungsvorrichtung 20 auf.
Die erste Bewegungsvorrichtung 16 und die zweite Bewegungsvorrichtung 18 tragen über eine Parallelkinematik, vorzugsweise Stab-Parallelkinematik, einen Träger (bzw. ein Koppelelement) 22. In Abhängigkeit von einer Bewegung der Bewegungsvorrichtungen 16 und 18 kann der Träger 22 bewegt werden. Beispielsweise kann der Träger 22 durch eine entsprechend angepasste Bewegung der Bewegungsvorrichtung 16 und/oder 18 angehoben, abgesenkt, gedreht, geschwenkt und verschoben werden.
Im Einzelnen kann die erste Bewegungsvorrichtung 16 ein erstes Gestängeelement 24 tragen. Das erste Gestängeelement 24 ist an einem Ende gelenkig mit der ersten Bewegungsvorrichtung 16 verbunden. An einem entgegengesetzten Ende ist das erste Gestängeelement 24 gelenkig mit dem Träger 22 verbunden. Die zweite Bewegungsvorrichtung 18 kann ein zweites Gestängeelement 26 tragen. Das zweite Gestängeelement 26 ist an einem Ende gelenkig mit der zweiten Bewegungsvorrichtung 18 verbunden. An einem entgegengesetzten Ende ist das zweite Gestängeelement 26 gelenkig mit dem Träger 22 verbunden. Die Gestängeelemente 24, 26 können jeweils eine oder mehrere, vorzugsweise parallele, Stäbe aufweisen. Die Stäbe sind bevorzugt als Zug-/Druckstäbe ausgeführt.
Im Ausführungsbeispiel von 1 (und den 2 bis 4) tragen je zwei Bewegungsvorrichtungen, zum Beispiel die erste Bewegungsvorrichtung 16 und die zweite Bewegungsvorrichtung 18, den Träger 22 mittels der Parallelkinematik. Die Bewegungsvorrichtungen 16, 18, der Träger 22 sowie die Gestängeelemente 24, 26 bilden somit eine sogenannte Duopod-Parallelkinematik-Konfiguration. Es ist auch möglich, dass zusätzliche Bewegungsvorrichtungen mit zusätzlichen Gestängeelementen den Träger 22 tragen. Beispielsweise können so auch Tripod-, Quadpod-, Pentapod- oder Hexapod-Parallelkinematik-Konfigurationen vorgesehen sein.
Der Träger 22 trägt zwei Greiferelemente 28, 30 und eine Betätigungsvorrichtung 32.
Die Greiferelemente 28, 30 bilden zusammen einen mechanischen Greifer. Die Greiferelemente 28, 30 sind rein beispielhaft als Greiferpaddel ausgeführt. Die Betätigungsvorrichtung 32 ist zum Betätigen der Greiferelemente 28, 30 ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel können die Greiferelemente 28, 30 mittels der Betätigungsvorrichtung 32 bewegt, vorzugsweise verschoben, werden. Die Greiferelemente 28, 30 können mittels der Betätigungsvorrichtung 32 aufeinander zu bewegt werden, zum Beispiel um ein Objekt zu greifen. Die Greiferelemente 28, 30 können mittels der Betätigungsvorrichtung 32 voneinander wegbewegt werden, zum Beispiel um ein gegriffenes Objekt freizugeben. Die Betätigungsvorrichtung 32 kann je nach Ausführung beispielsweise eine oder beide der Greiferelemente 28, 30 bewegen.
Die Betätigungsvorrichtung 32 ist von der dritten Bewegungsvorrichtung 20 antreibbar. Mittels einer, vorzugsweise mechanischen, Wirkverbindung zwischen der dritten Bewegungsvorrichtung 20 und der Betätigungsvorrichtung 32 kann eine Bewegung der dritten Bewegungsvorrichtung 20 (bezüglich des Grundelements 14) zu der Betätigungsvorrichtung 32 zum Betätigen der Greiferelemente 28, 30 übertragen werden.
Beispielsweise kann die dritte Bewegungsvorrichtung 20 mittels einer drehbaren Welle 34 antreibend mit der Betätigungsvorrichtung 32 verbunden sein. Eine Drehung der Welle 34 kann durch eine Drehung der dritten Bewegungsvorrichtung 20 um die eigene Mittelachse bewirkt werden. Eine Mechanik bzw. ein Getriebe der Betätigungsvorrichtung 32 kann eine Drehbewegung der Welle 34 zu einer Verschiebebewegung der Greiferelemente 28, 30 übersetzen.
Die Welle 34 kann an einem Ende gelenkig mit der Betätigungsvorrichtung 32 und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit der dritten Bewegungsvorrichtung 20 verbunden oder verbindbar sein.
Die Welle 34 kann teleskopierbar sein. Vorzugsweise kann so ein Antrieb der Betätigungsvorrichtung 32 in verschiedenen Höhenlagen des Trägers 22 ermöglicht werden.
Eine Drehung der dritten Bewegungsvorrichtung 20 in einer Umfangsrichtung kann eine Betätigung der Greiferelemente 28, 30 mittels der Betätigungsvorrichtung 32 zum Aufeinander zubewegen bewirken. Eine Drehung der dritten Bewegungsvorrichtung in einer entgegengesetzten Umfangsrichtung kann eine Betätigung der Greiferelemente 28, 30 mittels der Betätigungsvorrichtung 32 zum Voneinander wegbewegen bewirken.
Bevorzugt bewegt sich die dritte Bewegungsvorrichtung 20 im Wesentlichen zwischen der ersten und zweiten Bewegungsvorrichtung 16, 18 bzw. unterhalb des Trägers 22 bzw. des Werkzeugmittelpunkts des Greifers 28, 30.
Die 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 10B zum Greifen von Objekten, mit der die gegriffenen Objekte auch transportiert werden können. Die Vorrichtung 10B ist ähnlich zu der Vorrichtung 10A. Ein Unterschied besteht im Antrieb der Betätigungsvorrichtung 32.
Die Welle 34' ist an einem Ende gelenkig mit der Betätigungsvorrichtung 32 verbunden. An einem entgegengesetzten Ende ist die Welle 34' gelenkig mit einem Drehelement 36 verbunden. Das Drehelement 36 ist drehbar auf der ersten Bewegungsvorrichtung 16 gelagert. Eine Drehung des Drehelements 36 bewirkt eine Drehung der Welle 34' und somit eine Betätigung der Greiferelemente 28, 30 mittels der Betätigungsvorrichtung 32. Die Welle 34' erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu dem Gestängeelement 24. Die Welle 34' ist vorzugsweise nicht teleskopierbar.
Das Drehelement 36 kann von der dritten Bewegungsvorrichtung 20 gedreht werden. Hierfür kann die dritte Bewegungsvorrichtung 20 ein Antriebselement 38 aufweisen. Das Antriebselement 38 kann das Drehelement 36 kontaktieren. Wird die dritte Bewegungsvorrichtung 20 entlang der ersten Bewegungsvorrichtung 16 (translatorisch) bewegt, während das Antriebselement 38 in Kontakt mit dem Drehelement 36 ist, dreht das Antriebselement 38 das Drehelement 36. Das Drehelement 36 kann beispielsweise als eine Rolle oder ein Zahnrad ausgeführt sein. Das Antriebselement 38 ist an eine Ausführung des Drehelements 36 angepasst. Beispielsweise kann das Antriebselement 38 als eine Rollenfahrbahn oder eine Zahnstange ausgeführt sein. Das Antriebselement 38 ist vorzugsweise fest mit der dritten Bewegungsvorrichtung 20 verbunden, vorzugsweise an einer Umfangsaußenseite der dritten Bewegungsvorrichtung 20.
Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 10C zum Greifen von Objekten, mit der die gegriffenen Objekte auch transportiert werden können. Die Vorrichtung 10C ist ähnlich zu der Vorrichtung 10A. Ein Unterschied besteht in der Anordnung und Betätigung der Greiferelemente 28, 30.
Das Planarantriebssystem 12 von 3 weist eine dritte Bewegungsvorrichtung 40 und eine vierte Bewegungsvorrichtung 42 auf.
Die dritte Bewegungsvorrichtung 40 und die vierte Bewegungsvorrichtung 42 tragen über eine Parallelkinematik, vorzugsweise Stab-Parallelkinematik, einen weiteren Träger 44. In Abhängigkeit von einer Bewegung der Bewegungsvorrichtungen 40, 42 kann der weitere Träger 44 bewegt werden. Beispielsweise kann der weitere Träger 44 durch eine entsprechend angepasste Bewegung der Bewegungsvorrichtung 40 und/oder 42 angehoben, abgesenkt, gedreht, geschwenkt und verschoben werden.
Im Einzelnen kann die dritte Bewegungsvorrichtung 40 ein drittes Gestängeelement 46 tragen. Das dritte Gestängeelement 46 ist an einem Ende gelenkig mit der dritten Bewegungsvorrichtung 40 verbunden. An einem entgegengesetzten Ende ist das dritte Gestängeelement 46 gelenkig mit dem weiteren Träger 44 verbunden. Die vierte Bewegungsvorrichtung 42 kann ein viertes Gestängeelement 48 aufweisen. Das vierte Gestängeelement 48 ist an einem Ende gelenkig mit der vierten Bewegungsvorrichtung 42 verbunden. An einem entgegengesetzten Ende ist das vierte Gestängeelement 48 gelenkig mit dem weiteren Träger 44 verbunden. Die Gestängeelemente 46, 48 können jeweils eine oder mehrere, vorzugsweise parallele, Stäbe aufweisen. Die Stäbe sind bevorzugt als Zug-/Druckstäbe ausgeführt.
Der Träger 22 trägt das erste Greiferelement 28. Das erste Greiferelement 28 ist fest mit dem Träger 22 verbunden. Der Träger 44 trägt das zweite Greiferelement 30. Das zweite Greiferelement 30 ist fest mit dem Träger 44 verbunden. Die Greiferelemente 28, 30 bilden zusammen einen Greifer. Zum Betätigen des Greifers können die Träger 22, 44 aufeinander zu oder voneinander wegbewegt werden. Die Bewegung der Träger 22, 44 kann durch eine entsprechende Bewegung der Bewegungsvorrichtungen 16, 18, 40 und/oder 42 bewirkt werden.
Die 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 10D zum Greifen von Objekten, mit der die gegriffenen Objekte auch transportiert werden können. Die Vorrichtung 10D ist ähnlich zu der Vorrichtung 10A. Ein Unterschied besteht in der Ausführung der Betätigungsvorrichtung 32' und des Greiferelements 28'.
Die Betätigungsvorrichtung 32' ist als eine (z. B. Vakuum-) Pumpe oder ein Verdichter ausgeführt. Das Greiferelement 28' ist als ein Ansauggreifer oder Vakuumgreifer ausgeführt. Die Betätigungsvorrichtung 32' ist in Fluidverbindung mit dem Greiferelement 28', zum Beispiel mittels einer Schlauchleitung. Die Betätigungsvorrichtung 32' kann Luft von dem Greiferelement 28' ansaugen, z. B. um ein Objekt zu greifen. Die Betätigungsvorrichtung 32' kann die Luftansaugung beenden oder Luft zu dem Greiferelement 28' zuführen, zum Beispiel um ein gegriffenes Objekt freizugeben. Es ist möglich, dass der Träger 22 mindestens ein zusätzliches, vorzugsweise als Ansauggreifer oder Vakuumgreifer ausgeführtes, Greiferelement aufweist.
Die Betätigungsvorrichtung 32' kann mittels der drehbaren Welle 34 von der dritten Bewegungsvorrichtung 20 angetrieben werden. Es ist beispielsweise auch möglich, dass die Betätigungsvorrichtung 32' mittels eines Drehelements, wie im Ausführungsbeispiel von 2 dargestellt ist, angetrieben wird.
Die Betätigungsvorrichtung 32' ist von dem Träger 22 getragen. Es ist auch möglich, dass die Betätigungsvorrichtung 32' beispielsweise direkt von der ersten Bewegungsvorrichtung 16 getragen ist und mittels einer Schlauchleitung, die entlang des ersten Gestängeelements 24 verläuft, mit dem Greiferelement 28' in Fluidverbindung ist.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration des Planarantriebssystems, des Trägers, des ersten Gestängeelements und/oder des zweiten Gestängeelements des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart.
Bezugszeichenliste

10A-10D: Vorrichtung zum Greifen und Transportieren von Objekten
12: Planarantriebssystem
14: Grundelement
16: (erste) Bewegungsvorrichtung
18: (zweite) Bewegungsvorrichtung
20: (dritte) Bewegungsvorrichtung
22: Träger
24: (erstes) Gestängeelement
26: (zweites) Gestängeelement
28: (erstes) Greiferelement
30: (zweites) Greiferelement
32: Betätigungsvorrichtung
34: Welle
36: Drehelement
38: Antriebselement
40: (dritte) Bewegungsvorrichtung
42: (vierte) Bewegungsvorrichtung
44: (weiterer) Träger
46: (drittes) Gestängeelement
48: (viertes) Gestängeelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3172156 B1 [0003]
DE 102013206125 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (10A; 10B; 10C; 10D) zum Greifen und Transportieren von Objekten, vorzugsweise von Behältern, aufweisend: ein Planarantriebssystem (12) mit einem Grundelement (14), einer ersten Bewegungsvorrichtung (16) und einer zweiten Bewegungsvorrichtung (18), wobei die erste Bewegungsvorrichtung (16) und die zweite Bewegungsvorrichtung (18) bezüglich des Grundelements (14) bewegbar sind; einen Träger (22), der mindestens ein Greiferelement (28, 30) zum Greifen eines Objekts trägt; ein erstes Gestängeelement (24), das an einem Ende gelenkig mit der ersten Bewegungsvorrichtung (16) und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem Träger (22) verbunden ist; und ein zweites Gestängeelement (26), das an einem Ende gelenkig mit der zweiten Bewegungsvorrichtung (18) und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem Träger (22) verbunden ist.
Vorrichtung (10A; 10B; 10D) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Betätigungsvorrichtung (32), die zum Betätigen des mindestens einen Greiferelements (28, 30) ausgebildet ist.
Vorrichtung (10A; 10B; 10D) nach Anspruch 2, wobei: der Träger (22) oder die erste Bewegungsvorrichtung (16) die Betätigungsvorrichtung (32) trägt.
Vorrichtung (10A; 10B) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei: die Betätigungsvorrichtung (32) dazu ausgebildet ist, das mindestens eine Greiferelement (28, 30) zu bewegen, vorzugsweise zu verschieben; und/oder die Betätigungsvorrichtung (32) dazu ausgebildet ist, zwei Greiferelemente (28, 30) relativ zueinander zu bewegen, vorzugsweise zu verschieben.
Vorrichtung (10D) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei: die Betätigungsvorrichtung (32') dazu ausgebildet ist, Fluid, vorzugsweise Luft, vom Greiferelement (28, 30) anzusaugen; und/oder die Betätigungsvorrichtung (32') als eine Fluidfördereinrichtung, vorzugsweise eine Pumpe oder ein Verdichter, ausgeführt ist.
Vorrichtung (10A; 10B; 10D) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei: das Planarantriebssystem (12) ferner eine dritte Bewegungsvorrichtung (20) aufweist, die bezüglich des Grundelements (14) bewegbar ist; und die Betätigungsvorrichtung (32) von der dritten Bewegungsvorrichtung (20) antreibbar ist, vorzugsweise mittels Bewegen der dritten Bewegungsvorrichtung (20) bezüglich des Grundelements (14).
Vorrichtung (10A; 10B; 10D) nach Anspruch 6, wobei: die Betätigungsvorrichtung (32) mittels einer Welle (34) antreibbar ist, die durch eine Bewegung der dritten Bewegungsvorrichtung (20) antreibbar ist.
Vorrichtung (10A; 10B; 10D) nach Anspruch 7, wobei: eine Drehung der Welle (34) durch eine lineare Bewegung der dritten Bewegungsvorrichtung (20) bewirkbar ist; oder eine Drehung der Welle (34) durch eine Drehbewegung der dritten Bewegungsvorrichtung (20) bewirkbar ist.
Vorrichtung (10A;10D) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei: die Welle (34) telekopierbar ist; und/oder die Welle (34) direkt mir der dritten Bewegungsvorrichtung (20) verbunden oder verbindbar ist, vorzugsweise gelenkig.
Vorrichtung (10B) nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, wobei: die erste Bewegungsvorrichtung (16) ein Drehelement (36), vorzugsweise ein Zahnrad oder eine Rolle, trägt, das antreibend mit der Welle (34) verbunden ist, vorzugweise gelenkig; und die dritte Bewegungsvorrichtung (20) ein Antriebselement (38), vorzugsweise eine Zahnstange oder eine Rollenfahrbahn, trägt, mit der das Drehelement (36) antreibbar ist.
Vorrichtung (10B) nach Anspruch 10, wobei: das Drehelement (36) durch das Antriebselement (38) mittels einer, vorzugsweise linearen, Relativbewegung zwischen der ersten Bewegungsvorrichtung (16) und der dritten Bewegungsvorrichtung (20), während das Drehelement (26) und das Antriebselement (38) einander kontaktieren, antreibbar ist.
Vorrichtung (10C) nach Anspruch 1, wobei: das Planarantriebssystem (12) ferner eine dritte Bewegungsvorrichtung (40) und eine vierte Bewegungsvorrichtung (42) aufweist, die bezüglich des Grundelements (14) bewegbar sind; und wobei die Vorrichtung (10C) ferner aufweist: einen weiteren Träger (44), der mindestens ein weiteres Greiferelement (30) zum Greifen des Objekts trägt; ein drittes Gestängeelement (46), das an einem Ende gelenkig mit der dritten Bewegungsvorrichtung (40) und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem weiteren Träger (44) verbunden ist; und ein viertes Gestängeelement (48), das an einem Ende gelenkig mit der vierten Bewegungsvorrichtung (42) und an einem entgegengesetzten Ende gelenkig mit dem weiteren Träger (44) verbunden ist, wobei vorzugsweise: das mindestens eine Greiferelement (28) und das mindestens eine weitere Greiferelement (30) zusammen einen Greifer bilden.
Vorrichtung (10A; 10B; 10C; 10D) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: das mindestens eine Greiferelement (28, 30) ein mechanisches Greiferelement und/oder ein Sauggreiferelement aufweist.
Vorrichtung (10A; 10B; 10C; 10D) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: die erste Bewegungsvorrichtung (16), die zweite Bewegungsvorrichtung (18), das erste Gestängeelement (24) und das zweite Gestängeelement (26) eine Parallelkinematik, vorzugsweise eine Parallel-Stabkinematik, zum Bewegen des Trägers (22) bilden, vorzugsweise als Duopod oder als Teil eines Tripods, Quadpods, Pentapods oder Hexapods.
Behälterbehandlungsanlage zum Behandeln von Behältern, aufweisend: eine Behälterbehandlungsvorrichtung, die zum Herstellen, Reinigen, Befüllen, Verschließen, Prüfen, Etikettieren, Bedrucken, Gruppieren und/oder Verpacken der Behälter ausgebildet ist; und die Vorrichtung (10A; 10B; 10C; 10D) nach einem der vorherigen Ansprüche, die bezüglich eines Behälterstroms stromaufwärts oder stromabwärts der Behälterbehandlungsvorrichtung angeordnet oder in die Behälterbehandlungsvorrichtung integriert ist.