DE4444960A1 - Verfahren zum Sauggreifen und Sauggreifer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Saug­ greifen mittels eines Handhabungsgerätes, wobei ein Sauggreifer an ein Sauggebläse angeschlossen ist.

Weiter betrifft die Erfindung einen Sauggreifer für ein Handhabungsgerät, wobei eine Gestalt oder Ausrichtung zur Anpassung an unterschiedliche zu greifende Gegenstän­ de veränderbar ist.

In der Handhabungstechnik ist es bereits bekannt, flexi­ ble Greifereinrichtungen mit Unterdruck zu beaufschlagen um über einen Saugeffekt ein Teil anheben und manipulie­ ren zu können. Die Erfindung beschäftigt sich in diesem Zusammenhang damit, ein möglichst anpassungsfähiges und auch Teile schonendes Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, um ein solches Sauggreifen durchführen zu können.

Verfahrensmäßig ist die technische Problematik zunächst und im wesentlichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, daß bei zumindest teilweise umfangsflexibler Ausbildung des Sauggreifers ein Greifen eines Gegenstandes bei ständig den Sauggrei­ fer durchsetzendem und zwischen dem gegriffenen Gegen­ stand und einem Sauggreiferende angesaugten Saugluft­ strom durchgeführt wird. Erfindungsgemäß wird das Saug­ greifen nicht mit einem abgeschlossenen Unterdruckraum durchgeführt, wobei der Unterdruck sich durch die dich­ tende Auflage des Sauggreifers auf ein Werkstück ein­ stellt, sondern es wird ein solch starker Saugluftstrom verursacht, daß ein ständig weiteres Ansaugen auch bei gegriffenem Werkstück vorliegt. Dies wird erreicht durch Strömungskanäle, die zwischen einem Sauggreiferrand und dem Werkstück auch im gegriffenen Zustand verbleiben. In weiterer Ausgestaltung sieht die Erfindung diesbezüglich auch vor, daß eine Anpassung des Sauggreifers an einen zu greifenden Gegenstand durch eine Änderung der Sauglei­ stung oder der Saugstromgeschwindigkeit durchgeführt wird. Die Flexibilität des Sauggreifers selbst ist so vorgesehen, daß sich mit zunehmenden Unterdruck in dem Sauggreifer die Geometrie des Sauggreifers verändert, nämlich sein Öffnungsquerschnitt verkleinert. Dies jeden­ falls solange, wie der zu greifende Gegenstand durch den Sauggreifer noch nicht endgültig gefaßt ist.

Gegenständlich ist die Problematik zunächst und im we­ sentlichen beim Gegenstand des Anspruches 3 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, daß der Sauggreifer ein sich im wesentlichen in einer Sauggreiferlängsrichtung erstreckendes, langgestrecktes Anpassungselement auf­ weist, wobei das Anpassungselement durch Unterdruckbeauf­ schlagung in seiner Breite veränderbar und/oder über seine Länge in einem Verbindungsbereich zu einer Düsen­ wandung oder einem zweiten Anpassungselement relativ zu der Düsenwandung bzw. dem zweiten Anpassungselement bewegbar ist. Die Veränderbarkeit der Breite führt zu einer Reduzierung des Öffnungsquerschnittes der Saugdü­ se. Durch Bewegbarkeit in dem Verbindungsbereich kann gleichsam eine Einfaltelung - bevorzugt in Umfangsrich­ tung - hervorgerufen werden, wodurch in vergleichbarer Weise eine Änderung im Querschnitt, insbesondere in einem Öffnungsquerschnitt des Sauggreifers zu erreichen ist. Ein solches Anpassungselement läßt sich in gleicher Weise aber auch in Umfangsrichtung des Sauggreifers oder eines angeschlossenen Sauggreiferschlauches anordnen, so daß die Erfindung auch vorschlägt, daß der Sauggreifer vorzugsweise in einem Anschlußbereich an den Sauggreifer­ schlauch ein solches sich in Umfangsrichtung erstrecken­ des Anpassungselement aufweist, welches in gleicher Weise durch Unterdruckbeaufschlagung in seiner Breite veränderbar und/oder über seine Länge in einem Verbin­ dungsbereich zu einer Düsenwandung oder einem zweiten Anpassungselement oder zu dem Sauggreiferschlauch rela­ tiv bewegbar ist. Solchermaßen angeordnete Anpassungsele­ mente sind insbesondere für eine Längenveränderung/Tele­ skopierbarkeit vorteilhaft. Auch eine kombinierte Anord­ nung von längs- und umfangsorientierten Anpassungselemen­ ten ist von Bedeutung. Ein Anpassungselement selbst ist vorzugsweise schlauchartig ausgebildet. Darüber hinaus ist in weiterer Ausgestaltungen vorgesehen, daß das Anpassungselement elastisch rückstellfähig ist. Verrin­ gert sich also der Unterdruck, ergibt sich eine Rückstel­ lung des Anpassungselementes bzw. eine Entfaltung. Im Hinblick auf letzteres ist es insbesondere auch vorteil­ haft bzw. erforderlich, daß der Verbindungsbereich zu einem zweiten Anpassungselement oder einer Sauggreifer­ wandung oder dem Sauggreiferschlauch elastisch rückstell­ fähig ist. In weiterer Einzelheit kann das Anpassungsele­ ment auch aus einer schlauchartigen Kunststoffolie beste­ hen, welche im Schlauchinneren ein elastisch rückstellfä­ higes Gestaltelement aufweist. Das Gestaltelement ist darüber hinaus bevorzugt luftdurchlässig. Im Hinblick auf die sich in Düsenlängsrichtung erstreckenden Anpas­ sungselemente ist es auch bevorzugt, daß dieses endsei­ tig, bevorzugt an einem freien Ende, geschlossen ausge­ bildet ist, anderendig aber mit dem Unterdruck beauf­ schlagbar ist. Dagegen ist ein sich in Umfangsrichtung erstreckendes Anpassungselement bevorzugt als ringarti­ ger Hohlkörper ausgebildet, in welchem sich gegebenen­ falls das Gestaltelement befindet. In diesem Fall können umfangsseitige Wandungsdurchbrechungen vorgesehen sein im Hinblick auf die angesprochene Unterdruckbeaufschla­ gung. Das Gestaltelement besteht weiter bevorzugt aus einem offenzelligen, elastisch rückstellfähigen Schaum­ stoff. Beispielsweise ein Polyurethan- oder Polyether- Schaumstoff. Der Schaumstoff kann das Anpassungselement im wesentlichen vollständig ausfüllen. Die Staubsaugerdü­ se kann insgesamt - nur - aus einer Vielzahl von Anpas­ sungselementen zusammengesetzt sein.

Nachstehend ist die Erfindung des weiteren anhand der beigefügten Zeichnung, die lediglich Ausführungsbeispie­ le wiedergibt, beschrieben. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Teil eines Handhabungsgerätes mit einem Sauggreifer;

Fig. 2 das Handhabungsgerät gemäß Fig. 1 mit einem sauggegriffenen Gegenstand;

Fig. 3 den Sauggreifer des Handhabungsgerätes gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 2 in vereinzelter und vergrö­ ßerter perspektivischer Darstellung;

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Sauggreifer gemäß Fig. 3 im Bereich von Anpassungselementen;

Fig. 5 den Sauggreifer gemäß Fig. 3 bzw. 4 bei verän­ dertem Unterdruck;

Fig. 6 eine Darstellung gemäß Fig. 3 bei verändertem Unterdruck;

Fig. 7 einen Querschnitt durch den Gegenstand gemäß Fig. 6, geschnitten entlang der Linie VII-VII;

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Saug­ greifers, wobei in Umfangsrichtung angeordnete Anpassungselemente vorgesehen sind;

Fig. 9 den Sauggreifer gemäß Fig. 8 bei verändertem Unterdruck.

Dargestellt und beschrieben ist, zunächst mit Bezug zu Fig. 1, ein Handhabungsgerät 1, das jedoch nur teilweise im Bereich des hier interessierenden Manipulatorarmes dargestellt ist. Das Handhabungsgerät 1 weist endseitig einen Sauggreifer 3 auf, der über einen - im einzelnen nicht weiter dargestellten - Saugschlauch 2 an ein - im einzelnen auch nicht dargestelltes - Sauggebläse ange­ schlossen ist. Der Saugschlauch 2 ist bevorzugt flexibel ausgebildet.

Zum Greifen eines Gegenstandes G wird der Sauggreifer 4 mittels des Manipulatorarmes an diesen Gegenstand heran­ geführt. Da sich bei Heranführen des Sauggreifers 4 an den Gegenstand G der Strömungsquerschnitt im Öffnungsbe­ reich des Sauggreifers 4 verkleinert, nimmt die Strö­ mungsgeschwindigkeit und damit auch der Unterdruck in dem Sauggreifer zu. Die flexiblen Anpassungselemente werden im Sinne eines kleineren Querschnittes zusammenge­ zogen, so daß sich dann ein Greifvorgang gemäß Fig. 2 ergibt.

Aus der Lupendarstellung aus Fig. 2 ist auch ersicht­ lich, daß bei gegriffenem Gegenstand aufgrund von einer Zwickel Z belassenden Ausgestaltung des Sauggreifers 4 ständig weiter im Greifzustand Luft angesaugt wird. Die Zwickel Z ergeben sich durch die kreisförmige geometri­ sche Grundgestaltung (im Querschnitt) eines Anpassungs­ elementes und die Aneinanderreihung dieser kreisförmigen Grundgeometrien.

Der Sauggreifer 3 ist in Fig. 3 in vergrößerter, perspek­ tivischer Form dargestellt. Es ist ersichtlich, daß der Sauggreifer 3 aus einer Vielzahl von langgestreckten Anpassungselementen 4 zusammengesetzt ist. Die Anpas­ sungselemente 4 sind mit einer Stirnfläche eines als Kunststoff speziell ausgebildeten Sauggreiferhalses 5 verbunden, bspw. verklebt. Die Anpassungselemente 4 sind beim Ausführungsbeispiel fußseitig auf der Stirnseite des Sauggreiferhalses 5 etwa einer Kreislinie folgend angeordnet. Hierbei kann durch eine enge Anordnung be­ reits fußseitig eine gewissen Komprimierung in beiden Richtungen der Anpassungselemente 4 vorgegeben sein. Die Anpassungselemente 4 haben beim Ausführungsbeispiel ausgehend von den auf der Stirnfläche des Sauggreiferhal­ ses 5 befindlichen Fußbereichen einen im wesentlichen geradlinigen Verlauf, wobei sich insgesamt aber eine gewisse trichterartige Erweiterung des Sauggreifers 3 ergibt.

Insgesamt ist der Sauggreifer 3 auch düsenartig gestal­ tet.

Aus der Querschnittsdarstellung der Fig. 4, insbesondere der Lupendarstellung, ist ersichtlich, daß ein Anpas­ sungselement 4 aus einem Schlauch 6 aus einer Kunststoffolie besteht, in dessen Innerem als Gestaltelement ein offenzelliger Schaumstoff 7 angeordnet ist. Ein Anpas­ sungselement 4 ist längsrandseitig, gegenüberliegend, mit einem benachbarten Anpassungselement 4′ bzw. 4′′ verbunden, beim Ausführungsbeispiel verschweißt (angedeu­ tet durch die Verschweißungen 8).

Ein Anpassungselement hat einen insgesamt kreisförmigen Querschnitt. Durch die Aneinanderreihung in Umfangsrich­ tung der Anpassungselemente 4 ergibt sich also eine 8-förmige Geometrie. Spitzenseitig können die Anpassungs­ elemente aber auch flach auslaufen, um einen besseren Düsencharakter zu ergeben.

In Fig. 7, als Querschnittsdarstellung durch Fig. 6, ist in verdeutlichender Weise eine Öffnung 10 dargestellt, welche die Innenwandung des Kunststoffschlauches 6 durch­ setzt und hierdurch unmittelbar das Innere des Anpas­ sungselementes 4 mit dem im Strömungsweg 11 herrschenden (Unter-)Druck beaufschlagt.

Der Sauggreifer 3 kann nun zunächst von Hand komprimiert werden in eine Gestaltung, wie sie bspw. Fig. 6 ent­ spricht, wobei der Öffnungsquerschnitt etwa kreisförmig ist. Darüber hinaus sind aber auch Gestaltungen möglich, bei welchen der Öffnungsquerschnitt ovalförmig, eckig oder in sonstiger Weise gestaltet ist. Es ergibt sich hierdurch eine gute Anpassungsfähigkeit an unterschied­ lich geformte Gegenstände G. Der Öffnungsquerschnitt ändert sich aber auch selbsttätig, wenn sich der in der Saugdüse herrschende Unterdruck ändert, insbesondere vergrößert. Im Zuge eines Arbeitens mit dem Sauggreifer ergibt sich also eine selbsttätige, selbstregelnde Anpas­ sung des Sauggreifers 3 bzw. des Öffnungsquerschnittes des Sauggreifers 3 an bestimmte zu sauggreifende Geome­ trien.

Vermindert sich der Unterdruck wieder, hat der Sauggrei­ fer 3 die Tendenz in seiner Ausgangskonfiguration gemäß Fig. 3 zurückzufinden, aufgrund der Rückstellfähigkeit und der Rückstelltendenz der Anpassungselemente 4.

Ein Kunststoffschlauch 6 des Anpassungselementes 4 kann zunächst beidendig geschlossen ausgebildet sein. Darüber hinaus kann er aber auch - bevorzugt fußseitig - zu dem Inneren des Sauggreifers bzw. des Sauggreiferschlauches hin geöffnet sein, so daß sich bei einer Änderung des Unterdruckes in dem Sauggreifer bzw. dem Sauggreifer­ schlauch auch der Unterdruck in dem Kunststoffschlauch 6 ändert und sich dieser bei erhöhtem Unterdruck zusammen­ zieht. Durch die Zusammenziehung erfolgt eine Verände­ rung in Breitenrichtung (Richtung des Querschnittes gemäß Fig. 3 bzw. Lupendarstellung eines Anpassungsele­ mentes 4). Darüber hinaus kann auch vorgesehen sein, daß eine Öffnung, welche das Innere des Kunststoffschlauches 6 mit dem Inneren des Sauggreifers bzw. des Sauggreifer­ schlauches verbindet, veränderbar ist, bspw. durch einen in dem Düsenhals 5 angeordneten Schieber. So kann eine Bedienungsperson auch aktiv auf die Veränderung des Sauggreifers 3 Einfluß nehmen. Des weiteren ist es auch möglich, daß das Innere dieses Anpassungselementes 4 gesondert, aus einer gesonderten Unterdruckquelle beauf­ schlagt wird,
Bei der Ausführungsform der Fig. 8 und 9 weist der Saug­ greifer 3 als Verbindung zwischen einem - starren oder leicht flexiblen - Düsenschirm 9 und dem Düsenhals 5 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung ringförmig angeord­ neten Anpassungselementen 4 auf. Anstatt des Düsen­ schirms 9 kann auch - kombinativ - eine Düsenausbildung gemäß den Fig. 1 bis 7 vorgesehen sein. Die Anpassungs­ elemente 4 sind grundsätzlich in gleicher Weise ausge­ staltet, wie vorstehend beschrieben.

Ein an den Düsenschirm 9 angrenzendes Anpassungselement 4 ist über seinen Umfang mit einem Rand des Düsenschir­ mes 9 verbunden. Ein weiteres Anpassungselement 4 ist mit der Stirnseite des Düsenhalses 5 an einer Umfangssei­ te verbunden. Im übrigen sind die Anpassungselemente in vergleichbarer Weise wie in bezug auf Fig. 3 erläutert, untereinander verschweißt. Hinsichtlich einer Verbindung zum Düseninneren kann einerseits vorgesehen sein, daß ein Anpassungselement 4, einzelne Anpassungselemente 4 oder alle Anpassungselemente 4 eine oder mehrere Öffnun­ gen in dem Kunststoffschlauch 6 zum Inneren des Sauggrei­ fers 3 hin aufweisen. Andererseits kann auch jeweils nur eine oder mehrere Öffnungsverbindung von Anpassungsele­ ment 4 zu Anpassungselement 4 vorgesehen sein, wobei nur das auf der Stirnseite des Düsenhalses 5 angeordnete Anpassungselement eine unmittelbare Verbindung zum Düsen­ inneren hin besitzt. Des weiteren ist auch hier die vorstehend bereits angesprochene Ausgestaltung möglich, daß die Anpassungselemente 4 einzeln, selektiv oder insgesamt, an eine gesonderte Unterdruckquelle ange­ schlossen, gegebenenfalls mit der auch angesprochenen separaten Regelungsmöglichkeit, sind.

Die Ausgestaltung gemäß den Fig. 8 und 9 ist insbesonde­ re im Hinblick auf eine Längenveränderung/Teleskopierbar­ keit von Bedeutung.

Ein einzelnes Anpassungselement weist im übrigen bevor­ zugt ein Verhältnis Länge: Breite im Bereich von 5 bis 30, weiter bevorzugt bei ca. 15 bis 20, auf. Der Abstand zwischen einzelnen Anpassungselementen 4 in Längsrich­ tung, wo beim Ausführungsbeispiel die Verschweißung 8 ausgebildet sind, kann auch wesentlich größer sein. Dies, um eine Einfaltelung zu begünstigen.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit auf zu­ nehmen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Sauggreifen mittels eines Handhabungsge­ rätes (1), wobei ein Sauggreifer (3) an einem Sauggeblä­ se angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei zumindest teilweise umfangsflexibler Ausbildung des Sauggreifers (1) ein Greifen eines Gegenstandes (G) bei ständig den Sauggreifer (3) durchströmendem und zwischen dem gegriffenen Gegenstand (G) und einem Sauggreiferende angesaugten Saugluftstrom durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anpassung des Sauggrei­ fers (3) an einen zu greifenden Gegenstand (G) durch eine Änderung der Saugleistung oder der Saugluftstromge­ schwindigkeit durchgeführt wird.

3. Sauggreifer, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, für ein Handhabungsgerät (1), wobei eine Gestalt oder Ausrich­ tung zur Anpassung an unterschiedliche zu saugende Gegen­ stände (G) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauggreifer (3) ein sich im wesentlichen in einer Sauggreiferlängsrichtung erstreckendes langgestrecktes Anpassungselement (4) aufweist, wobei das Anpassungsele­ ment (4) durch Unterdruckbeaufschlagung in seiner Breite veränderbar und/oder über seine Länge in einem Verbin­ dungsbereich zu einer Düsenwandung oder einem zweiten Anpassungselement (4) relativ zu der Düsenwandung bzw. dem zweiten Anpassungselement (4) bewegbar ist.

4. Sauggreifer nach den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 3 oder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß in einem Anschlußbereich an einen Sauggreifer­ schlauch (2) bzw. einen Sauggreiferhals (5) ein sich im wesentlichen in einer Umfangsrichtung bezüglich des Sauggreifers (3) oder des Sauggreiferschlauches (2) erstreckendes Anpassungselement (4) ausgebildet ist, wobei das Anpassungselement (4) durch Unterdruckbeauf­ schlagung in seiner Breite veränderbar und/oder über seine Länge in einem Verbindungsbereich zu einer Greifer­ wand oder einem zweiten Anpassungselement oder dem Saug­ greiferschlauch relativ veränderbar ist.

5. Sauggreifer nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anpassungselement (4) schlauchartig ausgebildet ist.

6. Sauggreifer nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anpassungselement (4) elastisch rück­ stellfähig ist.

7. Sauggreifer nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, das das Anpassungselement (4) aus einer schlauchartigen Kunststoffolie besteht, welche im Schlauchinneren ein elastisch rückstellfähiges Gestalt­ element aufweist.

8. Sauggreifer nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gestaltelement luftdurchlässig ist.

9. Sauggreifer nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anpassungselement (4) einseitig ge­ schlossen, anderseitig aber mit einem Unterdruck beauf­ schlagbar ist.

10. Sauggreifer nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gestaltelement aus einem offenzelli­ gen, elastisch rückstellfähigen Schaumstoff (7) besteht.

11. Sauggreifer nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sauggreifer (3) aus einer Vielzahl von Anpassungselementen (4) zusammengesetzt ist.