DE4040570A1 - Sauggreifer - Google Patents
SauggreiferInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Sauggreifer der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
Sauggreifer dieser Gattung haben sich beispielsweise bei Lasthebe- und
-tragvorrichtungen sowie zum Festhalten bearbeitet werdender Werk
stücke unter der Voraussetzung bewährt, daß beispielsweise die Last
oder das Werkstück an der Stelle, an welcher der Sauggreifer angreifen
soll, nicht nur luftdicht sondern auch so eben und so glatt ist, daß
sich die Dichtung des Sauggreifers luftdicht anschmiegen kann.
Durch die Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist,
wird die Aufgabe gelöst, einen Sauggreifer zu schaffen, der auch an
einer weniger ebenen und weniger glatten Oberfläche fest haftet und
mit dem Objekte unterschiedlicher Oberflächengestaltung gegriffen wer
den können. Weich-elastische Schaumstoffe zeigen bei relativ geringem
Verformungswiderstand eine hohe elastische Verformbarkeit, so daß ei
ne aus solchem Stoff bestehende Dichtung sich auch unter ungünstigen
Voraussetzungen luftdicht an die Fläche beispielsweise einer Last oder
eines Werkstücks anschmiegt.
Besonders gering ist der Verformungswiderstand offenzelliger, weich
elastischer Schaumstoffe, die aber im Gegensatz zu geschlossenzelligen
luftdurchlässig sind. Obwohl eine Dichtung aus luftdurchlässigem Stoff
widersinnig erscheint, besteht bei Ausführungsarten der Erfindung die
Dichtung aus mindestens teilweise, überwiegend oder praktisch voll
ständig offenzelligem, weich-elastischem Schaumstoff. Überraschender
weise hat sich nämlich gezeigt, daß der Vorteil des geringen Verfor
mungswiderstands trotz der Luftdurchlässigkeit genutzt werden kann.
Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß beim Evakuieren des Saug
greifers die Differenz zwischen dem äußeren und dem inneren Druck
ständig zunimmt, so daß der Sauggreifer immer fester an die Fläche,
an der er anliegt, gedrückt wird. Dadurch wird der weich-elastische,
offenzellige Schaumstoff immer mehr zusammengedrückt, dabei werden die
Zellen immer kleiner, und der Strömungwiderstand dieses Schaumstoffs
nimmt erheblich zu, so daß die Leckströmung durch die Dichtung trotz
der zunehmenden Differenz zwischen dem Druck an deren äußeren und in
neren Umfang vernachlässigbar ist.
Für diese Vorgänge und für das luftdichte Anliegen der Dichtung an ei
ner Unebenheiten aufweisenden, rauhen Fläche des Objekts (z. B. Last,
Werkstück), an welchem der Sauggreifer angreifen soll, sind außer dem
Endvakuum und dem Verhältnis der abzudichtenden Randfläche zur gesam
ten Fläche der offenen Seite des Hohlkörpers im wesentlichen die Dicke
der Dichtung und die Elastizität sowie die Abhängigkeit des Strömungs
widerstandes vom Verformungszustand des Schaumstoffs maßgebend, die
den Datenblättern der Schaumstoff-Hersteller nicht zu entnehmen ist.
Da auch in Kenntnis dieser Eigenschaft eine praktisch brauchbare Be
rechnung der günstigsten Dicke der Dichtung bei gegebenen Schaumstoff
daten bereits wegen der unbestimmten Unebenheiten und Rauhigkeit der
Fläche des Objekts kaum möglich erscheint, sind der geeignete Schaum
stoff und die günstigste Dicke der Dichtung einfacher durch Versuche
zu ermitteln. Beispielsweise hat sich der im Handel befindliche, of
fenzellige, weich-elastische Polyethylen-Schaumstoff der Markenbe
zeichnung OPCEL, Typ L 2 H für eine im unbelasteten Zustand 40 mm dik
ke Dichtung bewährt, die durch den auf den Sauggreifer wirkenden atmo
sphärischen Druck (abzüglich inneren Druck) mit 0,3 N/mm2 belastet
wurde.
Im übrigen kann eine luftundurchlässige Dichtung aus offenzelligem,
weich-elastischem Schaumstoff dadurch erhalten werden, daß die Dich
tung an ihrem äußeren oder inneren Umfang mit einer geschlossenen
Außenhaut versehen, z. B. mit einer elastischen Lackschicht überzogen
wird. Auch können die Ränder des offenzelligen, weich-elastischen
Schaumstoffes mit geschlossenzelligen Randstücken umklebt werden.
Weitere Ausführungsarten der Erfindung sind durch den Dichtungsstoff
und zusätzlich durch konstruktive Merkmale gekennzeichnet, sie werden
weiter unten anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen darin
zu sehen, daß der erfindungsgemäße Sauggreifer auch an Unebenheiten
aufweisenden und rauhen Flächen fest angreift und damit das Heben,
Transportieren und Festhalten von Lasten oder Werkstücken ermöglicht,
die wegen ihrer Oberflächenbeschaffenheit mit bisherigen Sauggreifern
nicht gehoben, transportiert oder festgehalten werden können. Ferner
kann, namentlich mit der Ausführungsform gemäß Anspruch 7, mit ein
und demselben Sauggreifer zylindrisches Rundmaterial unterschiedlichen
Durchmessers aufgegriffen werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der genannten, weiteren Aus
führungsart der Erfindung und deren besonderen Vorteile anhand der
beiliegenden, nur schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Sauggreifer,
Fig. 2 einen Querschnitt zu Fig. 1, in größerem Maßstab im Ruhezu
stand,
Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht in dem Zustand, in dem
der Sauggreifer an einer Last, einem Werkstück oder dgl. an
greift,
Fig. 4 eine Variante zu Fig. 2, bei welcher die Dichtung Hohlräume
aufweist,
Fig. 5 eine Variante zu Fig. 2 zum Angreifen an zylindrischen Objek
ten,
Fig. 6 eine Ausführungsart mit auswechselbarer Dichtung,
Fig. 7 einen Schnitt durch eine Variante des Sauggreifers in kleine
rem Maßstab mit aufgenommenem zylindrischem Objekt entlang
der Linie VII-VII in Fig. 8,
Fig. 8 eine Ansicht von unten auf den in Fig. 7 dargestellten Saug
greifer, und
Fig. 9 den Sauggreifer aus Fig. 7 mit einem gegenüber dem in Fig. 7
aufgenommenen Objekt vergrößerten Objektdurchmesser.
Der dargestellte Sauggreifer hat ein Gehäuse 1 in Form eines Hohlkör
pers, im Beispiel ein Stück Vierkantrohr mit Stirnwänden an seinen En
den. In den Hohlraum 2 des Gehäuses 1 führt ein Saugluftstutzen 3. Das
Gehäuse 1 ist an seiner in Fig. 2 und 3 unteren Seite offen, wobei die
Öffnung 4 innerhalb eines einen Rahmen bildenden Randes 5 gebildet
ist. Eine plattenförmige Dichtung 7 bedeckt die offene Seite des Ge
häuses 1 und ist am Rand 5 befestigt, beispielsweise angeklebt. Die
Dichtung 7 besteht aus offenzelligem, weich-elastischem Schaumstoff,
beispielsweise aus dem obenerwähnten, offenzelligen, weich-elastischen
Polyethylen-Schaumstoff der Markenbezeichnung OPCEL, Typ L 2 H. Die
Öffnung 4 ist durch ein bogenförmig gekrümmtes, gelochtes Blech und
zwei ebenfalls gelochte schräge Bleche 9 überbrückt, die einen An
schlag für den Teil der Dichtung 7 bilden, der beim Festsaugen des
Sauggreifers an die Oberfläche 10 einer Last in den Hohlraum 2 aus
weicht (Fig. 3). Dabei wird auch die Beanspruchung des Schaumstoffs am
inneren Umfang des Randes 5 vermindert. Der Saugluftstutzen 3 führt
aus dem außerhalb des Anschlags 8, 9 liegenden Teil des Hohlraums 2.
Beim Evakuieren des Sauggreifers wird Luft zuerst größtenteils direkt
aus dem Hohlraum 2 abgesaugt und zu einem wesentlich kleineren Teil an
der Umfangsfläche der Dichtung 7 angesaugt und durch die offene Zell
struktur derselben in den Hohlraum 2 und weiter aus diesem abgesaugt.
Unter der Wirkung der Differenz zwischen dem Atmosphärendruck und dem
Druck im Hohlraum 2 wird der Sauggreifer immer fester an die Fläche 10
gedrückt. Dadurch wird die Dichtung 7 im Bereich des Randes 5 immer
mehr zusammengepreßt, wobei ihr Strömungswiderstand zunimmt (weil der
Zellenhohlraum abnimmt). Gleichzeitig wird die Dichtung 7 im Bereich
der Öffnung 4 in den Hohlraum 2 bis zum Anschlag 8 gedrängt (Fig. 3).
Schließlich ist die durch die Dichtung 7 strömende Luft vernachläs
sigbar. Um dies zu unterstützen, kann der Anschlag 8, 9 unten keine,
weniger oder kleinere Löcher haben als in seinem Scheitelbereich, so
daß ein größerer Teil der durch die Dichtung 7 strömenden Luft län
gere Wege mit größerem Strömungswiderstand und ein kleinerer Teil
kürzere Wege mit kleinerem Strömungswiderstand in der Dichtung 7 zu
rücklegt.
Grundsätzlich könnte die Dichtung 7 abweichend vom dargestellten Bei
spiel auch die übliche Form eines dem Rand 5 angepaßten Rahmens ha
ben. Eine rahmenförmige Dichtung ist jedoch bei weichem Schaumstoff
weniger formbeständig und deshalb beim Ankleben umständlicher und we
niger handlich und auch aufwendiger herzustellen als die plattenförmi
ge. Dazu ist zu bedenken, daß die Dichtung je nach Verschließfestig
keit des Schaumstoffs und Rauhigkeit der Fläche 10 einer Abnutzung
ausgesetzt ist, also nach einer von den Betriebsverhältnissen abhängi
gen Gebrauchsdauer zu ersetzen ist. Wesentlich ist auch, daß die
plattenförmige Dichtung 7, wie oben ersichtlich, auch dann noch eine
hinreichende Dichtwirkung hat, wenn sie im Bereich des Randes 5, z. B.
infolge einer besonders mangelhaften Stelle der Oberfläche 10 unvoll
ständig abdichtet. Diese Dichtwirkung kann erhöht werden, indem - wie
erwähnt - der Anschlag 8, 9 an seinen Bogenenden keine, weniger oder
kleinere Löcher hat als im Scheitelbereich.
Der Grundriß des Sauggreifers kann beispielsweise auch kreisförmig
sein, wobei der dem Anschlag 8 dann entsprechende Anschlag annähernd
eine Kugelkappenschale ist.
Nach Fig. 4 hat die der Dichtung 7 in Fig. 2 und 3 entsprechende Dich
tung 12 zwei geschlossene Hohlräume 14, deren Querschnitt flach und zu
seinen Ende hin verjüngt ist, wobei die größere Querschnittsabmessung
parallel zur Grundfläche der Dichtung 12 und parallel zur Sehne des
bogenförmigen Anschlagteils 8 ist. Die Hohlräume 14 sind an ihren
Stirnenden durch eine (nicht dargestellte) elastische Haut geschlos
sen, die sich an eines der gelochten Bleche 9 anlegt, wenn der Hohl
raum 2 evakuiert wird. Diese Hohlräume 14 erhöhen die Nachgiebigkeit
im mittleren Bereich der Dichtung 12 und erleichtern deren Eindringen
in den Hohlraum 2 des Gehäuses 1.
Nach Fig. 5 schließen die einem Teil des Randes 5 in Fig. 1 bis 4
entsprechenden Randteile 16 einen spitzen Winkel mit der Grundfläche
des Gehäuses 1 ein. Allgemein kann bei Ausführungen dieser Art, der
Rand aus zylindrischen gekrümmten Teilen bestehen, so daß der Saug
greifer an zylindrischen Objekten angreifen kann, oder eine Kugelzone
bilden, um an kugelförmigen Objekten anzugreifen.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsart, bei welcher die Dichtung 7 leicht
auswechselbar ist. Dazu ist der die Dichtung 7 bildende Schaumstoff
körper an einem z. B. aus Blech bestehendem Tragring 18 befestigt, z.
B. angeklebt. Der Tragring 18 ist durch lösbare Verbindungsmittel 20
am Gehäuse 1 gehalten und durch einen Dichtungsring 22 aus gummiela
stischem Material am Rand 5 der offenen Gehäuseseite abgedichtet. Die
Verbindungsmittel sind bei diesem Beispiel Klammern, die um einen Vor
sprung 24 am Rand 5 und einen Ansatz 26 des Tragrings 18 greifen. Da
bei sind der äußere Umfangsrand des Vorsprungs 24 nach oben und der
des Ansatzes 26 nach unten hakenförmig gebogen. Der Dichtungsring 22
kann an den Tragring 18 oder an den Rand 5 geklebt sein.
Merkmale verschiedener Ausführungsarten können auch miteinander kombi
niert benutzt werden.
Bei einem Stapel einander dicht berührender und dadurch aneinander
haftender Platten ist es bekanntlich schwierig, jeweils die oberste
allein abzuheben. Es hat sich gezeigt, daß in solchen Fällen die
oberste Platte von der darunter liegenden leicht gelöst werden kann,
wenn ein Sauggreifer vorliegender Art mit länglichem Grundriß dicht
neben und parallel zu einer Plattenkante angreift.
Eine weitere Ausführungsvariante des Sauggreifers ist in den Fig. 7
bis 9 dargestellt. Der hier dargestellte Sauggreifer eignet sich ins
besondere zum Aufnehmen zylindrischer Objekte 29a und 29b unterschied
lichen Durchmessers, wie zum Vergleich in den Fig. 7 und 9 darge
stellt. Der Sauggreifer hat analog zum Gehäuse 1 ebenfalls ein nach
unten offenes Gehäuse 31, welches aus einem Stück Vierkantrohr mit
Stirnwänden 30 gebildet ist. In den Hohlraum 32 des Gehäuses 31 führt
analog zum Saugstutzen 3 ein Saugstutzen 33, der jedoch vertikal in
die Gehäusegrundseite 35 eingesetzt ist. Die offene Seite des Gehäuses
31 ist mit einem symmetrisch zur Längsachse des Vierkantrohres giebel
förmig gebogenen Blechstücks 37 abgedeckt. Bas Blechstück 37 überragt
die Seitenwände des Gehäuses 31 links und rechts sowie an den Stirn
seiten mit einem Rand 38. Der Teil des Blechstückes 37, der den Hohl
raum 32 abdeckt ist mit einer Vielzahl von Löchern 39 versehen, woge
gen die Randteile 38 massiv ausgebildet sind. Die Stirnwände 30 sind
entsprechend der Giebelform des Blechstückes 37 eingeschnitten. An den
Randteilen 38 ist eine Schaumstoffplatte 41 aufgeklebt, die ebenso wie
die Dichtung 7 als Halte, oder Anlegemittel zum Anlegen am
anzugreifenden Objekt bestimmt ist. Die Länge der Schaumstoffplatte 41
entspricht dem Abstand der beiden Stirnwände 30 und ist an ihren
Stirnseiten mit je einem balkenförmigen, luftundurchlässigen
Schaumstoffstück 43 beklebt.
Die Wirkungsweise der Schaumstoffplatte 41 entspricht dem oben für die
Dichtung 7 Gesagten. Auch hier ist der Strömungswiderstand in den
Randbereichen der Schaumstoffplatte 41 durch das Zusammendrücken sowie
dem großen Abstand der Randbereiche von den ersten Löchern 39 gegen
über dem Strömungswiderstand im inneren Bereich stark erhöht. Als be
sonders vorteilhaft hat sich hier erwiesen, daß die das Objekt grei
fende Fläche bei großen Objekten größer ist als bei kleinen, wodurch
sich zwangsläufig eine größere Haltekraft ergibt. Die Dichtfläche
wird bei großen Objekten, welche eine größere Auflagefläche am Saug
greifer haben, weiter nach außen verlegt.
Claims (14)
1. Sauggreifer mit einem Gehäuse (1; 31), das einen Saugluftanschluß
(3; 33) und eine wenigstens teilweise offene Gehäuseseite hat, und
mit mindestens einer die Öffnung oder Öffnungen der Gehäuseseite
umschließenden, zum dichten Anliegen am anzugreifenden Objekt
(10; 29a, 29b) bestimmten Dichtung (7; 41), dadurch gekennzeich
net, daß die Dichtung (7; 41) aus weich-elastischem Schaumstoff
besteht.
2. Sauggreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schaumstoff mindestens teilweise offenzellig ist.
3. Sauggreifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schaumstoff praktisch nur offene Zellen hat.
4. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Dichtung (7; 41) durch einen wenigstens den bzw. die
Öffnungen überdeckenden, bevorzugt plattenförmigen Schaumstoff
körper (7; 41) gebildet ist.
5. Sauggreifer nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch in der bzw. den
Öffnungen der Gehäuseseite angeordnete, sieb- oder rostartig aus
gebildete Stützmittel (8, 9; 37), die als Anschlag für den beim
Festsaugen des Sauggreifers durch den bzw. die Öffnungen in den
Hohlraum (2; 32) des Gehäuses (1; 31) ausweichenden Teil des plat
tenförmigen Schaumstoffkörpers (7; 41) wirken.
6. Sauggreifer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die
Öffnung oder Öffnungen aufweisende Gehäuseseitenwand oder die
Stützmittel (8, 9; 37) in den Hohlraum (2; 32) des Gehäuses (1;
31) hineingebogen ist bzw. sind, wobei der Saugluftanschluß (3;
33) an den durch die Stützmittel (8, 9; 37) oder die Gehäusesei
tenwand abgegrenzten Hohlraumteil (2; 32) angeschlossen ist.
7. Sauggreifer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die die Öffnung oder Öffnungen aufweisende Gehäuseseitenwand
oder die Stützmittel (37) in den Hohlraum (32) des Gehäuses (31)
giebelförmig hineingebogen ist bzw. sind.
8. Sauggreifer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die
Öffnung oder Öffnungen aufweisende Gehäuseseitenwand einen über
die an sie anschließende und um den Hohlraum umlaufende Gehäuse
wandung hinausragenden, geschlossenen Wandfortsatz (38) hat, und
daß der Schaumstoffkörper (41) die Gehäuseseitenwand überdeckt
und wenigstens teilweise an deren Wandfortsatz (38) befestigt ist,
um an zylinderförmigen Objekten (29a, 29b) anzugreifen.
9. Sauggreifer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die die Öffnung oder Öffnungen aufweisende Gehäuseseitenwand
oder die Stützmittel in den Hohlraum (2) des Gehäuses (1) bogen
förmig gewölbt hineinragt bzw. -ragen.
10. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeich
net, daß der plattenförmige Schaumstoffkörper (12) wenigstens ei
nen geschlossenen Hohlraum (14) mit einem flachen, an seinen Enden
verjüngten Querschnitt hat, wobei die größere Abmessung des Quer
schnitts parallel zur Grundfläche des Schaumstoffkörpers (12) und
gegebenenfalls auch parallel zur Sehne eines bogenförmigen Teils
(8) der die Öffnung bzw. Öffnungen aufweisenden Gehäuseseite
oder der Stützmittel (8, 9) ist.
11. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dichtung (7) an einem Tragring (18) befestigt
und der Tragring (18) luftdicht durch lösbare Verbindungsmittel
(20) am Gehäuse (1) gehalten ist.
12. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Gehäuserand (5) der die Öffnung oder Öffnun
gen aufweisenden Gehäuseseite und der Tragring (18) Vorsprünge ha
ben, an denen sie vorzugsweise mittels Klammern (20) lösbar zusam
mengehalten sind.
13. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß durch den oder die Randbereiche des Schaumstoffkör
pers (7; 41) keine oder nur mit gegenüber den anderen Bereichen
erhöhten Luftwiderstand Luft in das Gehäuse (1; 31) saugbar ist.
14. Sauggreifer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenig
stens ein Teil des oder der Randbereiche (43) des Schaumstoffkör
pers (41) aus luftundurchlässigem Schaumstoff ausgebildet sind.
Applications Claiming Priority (1)
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