DE4040570C2 - - Google Patents

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.

Ein Sauggreifer für gefüllte Säcke ist aus der DE-OS 36 224 017 bekannt. Die bekannte Vorrichtung hat eine zur Sackoberfläche des zu greifenden Sackes offene Saugglocke, an der eine mittels Druckluft betriebene Treibmittelpumpe zur Erzeugung eines Vakuums angeordnet ist. Die Öffnung der Saugglocke ist mit einem Lochblech abgedeckt, an dessen Rand ein rundumlaufendes Dichtband aus weichem Schaumkunststoff angebracht ist. Im Gegensatz zum gattungsgemäßen Sauggreifer, bei dem ein beliebiges, zu greifendes Objekt gegen eine Dichtung gezogen wird, wird hier nur ein gefüllter Sack mit unten angegebener besonderer Ausgestaltung gegen das Lochblech in den durch das Dichtband umschlossenen Raum durch das in der Saugglocke mit der Treibmittelpumpe erzeugte Vakuum gezogen, wobei die dem Saugglockenrand benachbarte Außenkontur des Sackes durch das Dichtband abgedichtet wird. Mit dem bekannten Sauggreifer lassen sich nur Säcke mit luftdichter Sackwand greifen, wobei deren Durchmesser nur etwa gleich dem oder größer als der Durchmesser der Saugglockenöffnung sein darf; Säcke, deren Querschnitt kleiner ist als die Sauggreiferöffnung oder deren räumliche Kontour unterhalb der Saugglockenöffnung Höhendifferenzen aufweist, die größer sind als die Höhe des Dichtbandes, lassen sich nicht mehr greifen, da keine Abdichtung durch das umlaufende Dichtband mehr möglich ist.

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 dic­ 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. Das 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 1, 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 erhöhtem 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.