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Pneumatische Klappen Insbesondere aus der französischen Patentschrift
1 592 822 sind mit Unterdruck arbeitende Förderer bekannt.
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Diese Förderer bestehen aus einem durch beliebige geeignete Mittel,
wie lüfter, Pumpen u.s.w. unter Unterdruck gesetzten Saugbehälter und einer Reihe
von Kammern, an denen der zu befördernde Gegenstand zum Anliegen kommt und die an
ihrer Oberseite mit Verschlußorganen, beispielsweise verschwenkbaren Klappen, versehen
sind, die in geöffnetem Zustand diese Kammern mit dem Saugbehälter verbinden, wobei
zwischen den Kammern und dem Saugbehälter Durchgangsöffnungen vorgesehen sind, so
daß, wenn ein Gegenstand eine Kammer verschließt,
in dieser Kammer
ein Unterdruck entsteht, so daß sich die Klappe unter der Wirkung ihres Gewichtes
ganz öffnet.
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Ein besonderes Merkmal dieser Vorrichtungen besteht darin, daß der
Unterdruck und der Durchsatz des Unterdruckssystems somit nur auf die Kammern einwirken,
vor denen sich der zu befördernde Gegenstand befindet, wobei die Verschlußorgane
der anderen Kammern geschlossen bleiben, wodurch die von der Maschine verbrauchte
Leistung verringert wird und eine maximale Wirkung des Unterdrucks dort erreicht
werden kann, wo er zum Tragen des Gegenstandes tatsächlich nötig ist.
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Diese Vorrichtungen können entweder mit stationären Maschinen benutzt
werden, wobei die Bewegung des Gegenstandes gegenüber der Maschine durch åede geeignete
Einrichtung, wie Rollen, Ketten oder Riemen, erreicht werden kann, oder mit beweglichen
Maschinen, die bewegt werden, nachdem der Gegenstand wie bei einem Saugförderer
an der Maschine anliegt.
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Es wurde jedoch festgestellt, daß die Vorrichtungen, wie sie in der
französiachen Patentschrift 1 592 822 beschrieben werden, zahlreiche Nachteile aufweisen.
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In erster Linie muß die Unterdruckquelle bei Anfahren der Maschine
infolge des großen Gesamtöffnungsquerschnitts unter einem sehr großen Durchsatz
einen Unterdruck erzeugen, der ausreichen muß, um das Gewicht des Verschlußorgans
auzzugleichen, es anzuheben und in die Verschlußstellung zu bringen.
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Wenn aber das Verschlußorgan geschlossen ist, ist der Unterdruck,
der es an seinen Sitz drückt, viel größer als der, der notwendig wäre, um es in
der geschlossenen Stellung zu halten.
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Infolgedessen öffnet sich die Klappe nur, wenn der Unterdruck
der
entsteht, wenn der Gegenstand vor eine Kammer gebracht wird, relativ hoch ist. Die
Empfindlichkeit der Maschine für das Vorhandensein eines Gegenstandes ist deshalb
gering.
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Diese Empfindlichkeit kann durch Zusatzvorrichtungen, wie Ausgleichsfedern
oder -gewichte, verbessert werden, die gegen das Verschlußorgan drücken, wenn es
geschlossen ist, und sein Abheben erleichtern, wenn in der Kammer ein geringer Unterdruck
auftritt.
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Dies kompliziert die Anlage und erfordert außerdem Regulierungen,
wenn der Wert des Unterdruckes in dem Saugbehärter zur Anpassung der Maschine an
Gegenstände mit größerem oder kleinerem spezifischen Gewicht (poids areolaire) geändert
wird.
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Zweitens haben die gewöhnlich aus Blech bestehenden VerschluBorgane
eine hohe Grägheit,-wodurch die Ansprechzeit der Maschine erhöht und die Vorschubgeschwindigkeit
des Gegenstandes begrenzt wird, wenn die Maschine stationär ist.
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Wenn es sich um eine bewegliche Maschine handelt, können Stöße in
vertikaler Richtung ein ungewünschtes Öffnen oder Schließen der Klappen bewirken,
was ein Ablösen des Gegenstandes zur Folge haben kann.
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Gegenstand der Erfindung ist ein automatisches Verschlußorgan, das
die oben genannten Nachteile nicht aufweist.
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Es ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß es aus einer Kapsel
mit veränderlichem Volumen besteht.
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Die Verwendung derartiger Verschlußorgane bewirkt eine sehr starke
Erhöhung der Empfindllchkeit der Maschine,
wobei kein zusätzliches
Organ benutzt wird und Jede Regulierung wegfällt. Ferner wird dadurch die Maschine
für vertikale Stöße unempfindlich und wird die Verwendung der Maschine, insbesondere
der beweglichen Maschinen, in Jeder beilebigen Stellung möglich, während die Klappen
der vorher beschriebenen Vorrichtung nur wirken konnten, wenn sie so angeordnet
waren, daß sie eine Bewegung in vertikaler Richtung ausführen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist diese Kapsel im Inneren
der Kammer angeordnet, so daß sie die den Saugbehälter mit der Kammer verbindende
Offnung schließt, wenn sie nicht verformt ist, und ist über eine Leitung mit der
Atmosphäre verbunden.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, ist diese Kapsel
in dem Saugbehälter außerhalb der Kammer angeordnet, so daß sie die den Saugbehälter
mit der Kammer verbindende Offnung schließt, wenn sie verformt ist, und ist über
eine Leitung mit dem Inneren der entsprechenden Kammer verbunden.
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Diese Kapsel kann aus zwei rechteckigen Platten aus einem biegsamen
Werkstoff bestehen, die an ihrem Umfang über ein ebenfalls aus biegsamem Werkstoff
bestehendes Zwischenstück aneinnndergek3ebt sind.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich as der Folgenden
Beschreibung mehrerer Ausführungsformen der Erfindung, wobci nuf die beiliegenden
Zeichnungen Bezug genommen wird. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch den Saugbeha'lter
und die mit erfindungsgemäßen automatiscllen Verschlußorganen oder Klappen verschenen
Kammern.
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fig 2 eine Einzelheit von Fig. 1 in einer anderen ProJekt1-n Fig.
3 eine Darstellunglder Arbeitsweise einer Klappe bei Vorhandensein des zu befördernden
Gegenstandes.
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Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt durch eine Klappe in geschlossener
Stellung.
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Fig. 5 einen vergrbßeften Schnitt durch eine Klappe in geöffnete Stellung
Fig. 6 einen vergrößerten Schnitt durch eine andere Anordnung unter Verwendung der
vorhergehenden Klappen in geschlossener Stellung.
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Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt durch die auf Fig. 6 dargestellte
Klappe in offener Stellung.
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Fig. 8 einen Schnitt durch eine Klappe mit starren Wänden.
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Fig. 9 einen Schnitt durch eine Klappe, von der ein Teil der Wände
starr ist.
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Fig.10 einen Schnitt durch die vorhergehende Klappe nach der Linie
X-X'' Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Fördermaschine.
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Sie besitzt einen Saugkanal 1, der mit einem Saugbehälter 2 in Verbindung
ist, dessen Unterseite mit einer Reihe von Kammern 3a, 3b, 3c versehen ist, die
von einer Platte 4, die beispielsweise durch Verschweißen starr mit dem Saugbehälter
verbunden ist, und von vertikalen Trennwänden 5 gebildet werden.
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Es können auch andere Trennwände in der zu der Ebene der Fig. 1 senkrechten
Richtung vorgesehen werden.
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Die Platte 4 ist in Jeder Kammer mit Öffnungen 7 versehen, die in
dieser Platte ausgeschnitten sind und auf Fig.2 sichtbar sind, die eine Darstellung
einer Einzelheit in Richtung des Pfeils 6 ist.
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Die Platte trägt ferner einen Rohrstutzen 8, der an dieser Platte
angeschweißt ist und auf den ein Kunststoffrohr 9 aufgesteckt ist, dessen anderes
Ende auf einen Rohrstutzen 10 aufgesteckt ist, der an dem oberen Teil des Saugbehälters
angeschweißt ist.
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Auf der anderen des Rohrstutzens 8 ist eine Klappe 11 aufgesteckt,
deren Einzelheiten in Fig. 4 dargestellt sind und die im Folgenden noch beschrieben
wird.
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Mindestens eine der Kammern besitzt eine Öffnung 12 mit geringen
Abmessungen, die diese Kammer mit dem Saugbehälter verbindet.
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Die anderen Kammern können mit ähnlichen Öffnungen oder Öffnungen
13a, 13b geringer Abmessungen versehen sein, die sie miteinander verbinden.
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Bei stationären Maschinen ist die Öffnung 12 in der ersten Kammer
vorgesehen, die mit dem zu befördernden Gegenstand in Berührung ist, wenn dieser
durch Einrichtungen, wie Rollen 14a, 14b, vor der Maschine vorbeibewegt wird, die
sich in Richtung der Pfeile 15as 15b drehen und etwas in den unteren Teil der Maschine
ragen.
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Bei beweglichen Maschinen werden derartige Rollen nicht benötigt
und die Öffnungen 12 oder 13 sind nicht unbedingt erforderlich, da es zum Aufnehmen
oder Ablegen eines Gegenstandes genügt, durch bekannte Einrichtungen den Unterdruck
in dem saugbehälter zu beseitigen, beispielsweise inv dem die Bedienungsperson ein
Ventil in dem Saugbehälter öffnet, das diesen mit dem atmosphärischen Druck verbindet.
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Beispielsweise wurden auf diese Weise Klappen geschaffen, die aus
zwei Gummiplatten mit einer Stärke von 1 mm, einer Länge von 200mm und einer Breite
von 100mm bestehen, die auf ein Zwischenstück 19 aus Gummi mit einer Breite von
5 mm und einer Stärke von 3 mm aufgeschweißt sind. Diese Klappen überragen die Öffnungen
7 um etwa 1 cm, so daß die Öffnungen in der in -Fig. 4 dargestellten Stellung vollständig
geschlossen sind.
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Die Klappe arbeitet folgendermaßen: Wenn kein Gegenstand vorhanden
ist, ist das Innere der Klappe 11 durch das Rohr 9 mit dem atmosphärischen Druck
pO in Verbindung, der auch in der Rammer 3 herrscht.
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Der Saugbehälter führt dagegen Unterdruck und hat dehalb einen Druck
p1, der kleiner als pO ist.
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Durch Einwirkung dieses Druckunterschiedes wird die obere Wand der
Klappe an die Platte 4 angepresst und schließt die Offnungen 7 vollstandig und im
wesentlichen dicht ab.
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Wenn vor der Kammer der Gegenstand 16 erscheint, ent;-steht in der
Kammer 3, selbst wenn der Gegenstand eine unregelmäßige Form hat oder Risse oder
Löcher aufweist, ein Unterdruck infolge der Absaugung durch die öffnung 12 oder,
wennes
sich um die Kammer 3b handelt, durch die Öffnung 13a, da
die Kammer 3a bereits Unterdruck führt.
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Die Kammer ist nun unter einem Druck P2, der zwischen dem Druck p1
und pO liegt.
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Infolgedessen wirkt auf die Platte 17 ein Differenzdruck PO - P2
in Richtung der Pfeile 22 ein, wodurch das Volumen geändert wird und die Klappe
sich aufblaht und sich von ihrem Sitz abhebt. Die in der Kammer befindliche Luft
kann nun in Richtung der Pfeile 23 durch die Öffnungen 7 treten, und zwar umso leichter,
als der Luftdurchgang, sobald die Ränder der Klappe beginnen, sich abzuheben, den
Druck auf die Außenseite der Platte 18 erhöht und die Druckdifferenz PO - P1 verringert,
die diese Platte gegen ihren Sitz angedrückt hatte.
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Wenn die Unterseite der Kammer nicht mehr durch den Gegenstand verschlossen
ist, wird der Druck P2 wieder der atmosphärische Druck, die Wände der Klappe werden
durch den Luftstrom 23 angesaugt und verschließen wieder die Offnungen 7.
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Eine derartige Ausführungsform ist aufgrund der folgenden Vorteile
besonders bemerkenswert.
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Infolge des geringen Gewichts der Klappe und ihrer Arbeitsweise spielt
die Schwerkraft keine Rolle. Eine solche Klappe ist also vollkommen unempfindlich
für 8töße, die auf die Maschine einwirken können, wenn sie beweglich ist. Ferner
können sie in allen Stellungen benutzt werden und bei einer beweglichen Maschine
ist es möglich, nach Anheben eines Gegenstandes, der anfangs horizontal liegt, diesen
in eine vertikale Stellung zu bringen, ohne daß sich die Arbeitsweise der Klappen
und damit das Haften des Gegenstandes an der Maschine dadurch ändert.
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Da diese Klappen sehr leicht sind, haben sie im Unterschied zu bekannten,
beispielsweise aus Blech bestehen den Klappen eine geringe Trägheit. Ihre Offnungs-
und Schließgeschwindigkeit ist somit höher, so daß größere Vorschubgeschwindigkeiten
unter einer stationären Maschine als mit bekannten Klappen möglich sind, wie sie
in der französichen Patentschrift 1 592 822 beschrieben werden.
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Im Unterschied zu den in der französischen Patent- -schrift 1 592
822 beschriebenen Klappen spielt däs Gewicht der Klappe pro cm2 für ihre Arbeitsweise
keine Rolle.
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Da bei diesen bekannten Klappen die Öffnung durch das Gewi-cht pro
cm2 bedingt wird, muß zur Erhöhung des Unterdruckes für die Beförderung schwererer
Gegenstände gleichzeitig der Unterdruck p in der Kammer erhöht, werden oder muß
die Klappe durch zusätzliche Mittel beschwert werden, umdie oeffnung der Klappe
zu erreichen. Man erhält dadurch eine in Abhängigkeit von den zu befördernden Gegenständen
veränderliche Empfindlichkeit oder es sind zusätzliche Regulierungseinrichtungen
erforderlich, die die Anlage komplizieren.
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Bei der erfindungsgemäßen Klappe mit veränderlichem Volumen ist die
Empfindlichkeit, d.h. das Verhältniss
im wesentlichen konstant. Dadurch wird erreicht, daß die Klappen sich bei Jedem
spezifischen Gewicht des zu befördernden Gegenstandes und bei Jedem Unterdruck,
der zum Halten des Gegenstandes angelegt werden muß, unter denselben Bedingungen
öffnen.
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Wenn nämlich die Austrittsflächen zwischen dem Gegenstand und den
Enden der Trennwände 5, die von der geometrischen Beschaffenheit der diese Trennwände
berührenden Seite
des Gegenstandes abhängen, oder wenn die Risse
oder Löcher des Gegenstandes im wesentlichen konstant sind, und wenn man den Unterdruck
erhöht, d.h. wenn man p1 verringert, nimmt P2 in demselben Maße ab, wobei die Klappe
geschlossen bleibt.
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Durch Erhöhung, beispielsweise Verdoppelung, des spezifischen Gewichts
des Gegenstandes wird der Unterdruck, d.h.
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die Differenz P1 - P2 verdoppelt, gleichzeitig aber wird die Schwelle
P2 - PO verdoppelt, bei der die Klappe sich öffnet, und die Empfindlichiëit wird
beibehalten.
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Bei einer Klappe gemäß der französichen Patentschrift 1 592 822 dagegen,
deren Gewicht beispielsweise so berechnet ist, daß sie sich bei einem Unterdruck
(P1 - PO) in dem Saugbehälter und (P2 - pO) in der Kammer öffnet, öffnet sich die
Klappe bei Verdoppelung des Unterdruckes nur, wenn der Unterdruck in der Kammer
P2 - PO + P1 - PO ist.
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Die Empfindlichkeit dieser Vorrichtung ändert sich also stark mit
dem spezifischen Gewicht des Gegenstandes und ohne zusätzliche Einrichtungen ist
die Gefahr, daß sich die glappen nicht öffnen und der Gegenstand deshalb nicht haftenbleibt,
wesentlich größer. Ihre Verwendung und ihre Zuverlässigkeit ist somit wesentlich
begrenzter.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Art der Verwendung derselben
Vorrichtung.
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Bei dieser Anordnung ist das Rohr 9 nicht mit der Atmosphäre, sondern
mit dem Raum der Kammer verbunden und die Klappe ist über dieser Kammer in einem
gewissen Abstand angeordnet. Hierbei mündet die leitung über einen an der Platte
4 angeschweißten Rohrstutzen 25 in die Kammer. Die Öffnung 7 besteht aus einer einzigen
Öffnung pro Kasten.
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Wenn, wie in Fig. 6, kein Gegenstand vorhanden ist, wirkt auf die-Klappe
außen der Unterdruck des Saugbehälters und innen der. atmosphärische Druck ein,
so daß sie sich aufbläht und die Öffnung 7 schließt.
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Durch Vorhandensein eines Gegenstandes (Fig.7) nimmt der Druck in
der Kammer und damit in der Klappe ab und diese beginnt sich zu schließen, wobei
sie die Öffnung 7 freigibt.
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Pig. 8 zeigt im Schnitt eine Klappe mit veränderlichem Volumen, jedoch
mit starren Wänden.
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Der Saugbehälter 2 trägt ein starres Rohr 30, das an seinem Ende
mit einem Ring 31 versehen ist, der an dem Rohr 30 starr angebracht ist. In der
Platte 4 ist eine kreisförmige Öffnung 7 mit dem Querschnitt S1 ausgeschnitten.
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Auf dem Ring 31 kann ein Zylinder 32 mit einem geringen Spiel gleiten.
Das Innere 33 des Zylinders hat einen Querschnitt S2 und der Zylinder ist außen
mit einem Kragen 34 versehen, dessen Durchmesser etwas größer als der der Öffnung
7 ist.
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Wenn kein Gegenstand vorhanden ist, liegt der Kragen 34 an der Öffnung
7 an. Wenn dagegen der Druck P2 in der Kammer dadurch abnimmt, daß die Kammer durch
einen Gegenstand verschlossen wird, beginnt der Zylinder sich abzuheben und die
Öffnung 7 freizugeben.
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Das Abheben findet statt, wenn (Po - P2)S2(Po - P1) (S1 - S2) ist.
Die oben definierte Empfindlichkeit
ist somit gleich
Sie ist also konstant und von dem Unterdruck.. -p1 unabhängig.
Andererseits
kann
durch Verringerung der Differenz zwischen S1 und 82 so gering gemacht werden, wie
gewünscht wird.
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Fig. 9 und 10 zeigen eine andere Form einer rechteckigen Klappe,
die aus zwei rechteckigen starren Wänden 41 und 42 besteht, die um Achsen verschwenkbar
sind, die in Fig. 9 mit den Punkten 43 und 44 dargestellt sind und die an einem
starren Teil 40 befestigt sind. An den Enden dieser beiden Wände 41 und 42 ist ein
biegsames Blech 45 angeklebt, an dessen Ränder biegsamen Membranen 46 und 47 angeklebt
sind, die ebenfalls mit dem Teil 40 und den Wänden 41 und 42 verklebt sind.
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Wenn S1 die Fläche der Öffnung 7 und S2 die Gesamtfläche des Teils
40 einschließlich des Querschnitts des Rohrs 9 ist, zeigt sich, daß die Empfindlichkeit
dieser Klappe gleich
ist. Sie ist also wesentlich höher als bei der Vorrichtung von Fig. 8, ist Jedoch
ebenfalls von dem Unterdruck po - p1 unabhängig.
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Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt, sondern umfaßt auch Abwandlungen.
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Insbesondere kann die Klappe der Fig. 5 und 6 aus zwei Platten aus
einem biegsamen Werkstoff bestehen, die eine beliebige Form haben und an ihrem Umfang
ohne Einlegen eines Zwischenstückes direkt miteinander verklebt sind.