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Die Erfindung bezieht sich auf ein Greifersystem, das beispielsweise zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen von Produkten in automatischen Verpackungs- oder Produktionsanlagen eingesetzt werden kann.
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Ein Greifersystem mit einem Transportgurt zum Aufnehmen von Produkten ist in der
EP 1 986 941 B1 beschrieben. Das Greifersystem verfügt über einen Transportgurt, der um eine Platte herum gespannt ist. Zum Aufnehmen eines zu transportierenden Produkts wird die Platte unter das Produkt geschoben, wodurch sich der Transportgurt relativ zu der Platte bewegt. Diese Anordnung vermeidet weitgehend eine Relativbewegung zwischen dem Transportgurt und dem Produkt. Nachteilig daran ist jedoch, dass die Aufnahme des Produkts nicht zusätzlich unterstützt wird. Ein ähnliches Greifersystem geht aus der
EP 0 063 400 B1 hervor.
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Ein weiteres Greifersystem, das jedoch über einen nicht-endlosen Transportgurt verfügt, geht aus der
US 4 746 255 A hervor. Mittels eines Pneumatikzylinders wird dort eine Mechanik angetrieben, die zur Bewegung einer Platte führt, die von dem Transportgurt teilweise umgeben ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Greifersystem zu schaffen, das die Aufnahme eines Produkts, insbesondere eines elastischen Gegenstands, verbessert.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Greifersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Greifersystem umfasst einen Greifer, der einen endlosen Transportgurt und ein Hebelsystem aufweist. Das Hebelsystem umfasst einen drehbar gelagerten Hebel, eine Halterung und einen den Transportgurt mitnehmenden Mitnehmerbügel, wobei der Hebel derart mit der Halterung verbunden ist, dass sich der Hebel in Folge einer linearen Bewegung der Halterung um einen Drehpunkt dreht. Der Hebel ist weiter derart mit dem Mitnehmerbügel verbunden, dass sich der Transportgurt in Folge der Drehbewegung des Hebels bewegt. Vorteilhaft daran ist, dass es das als Übertragungsmechanismus wirkende Hebelsystem erlaubt, dass eine Bewegung der Halterung letztlich eine Bewegung des Transportgurts bewirkt. Dies kann beim Aufnehmen eines Produkts vorteilhaft ausgenutzt werden, da das Produkt durch die Bewegung des Transportgurts auf den Greifer gezogen wird. Da sich beim Ablegen des Produkts eine entgegen gerichtete Bewegung des Transportgurtes ergibt, würde ein beim Aufnehmen gestrecktes Produkt beim Ablegen um den gleichen Betrag wieder gestaucht werden.
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Um die Halterung schnell und wirksam zu bewegen, kann ein mit der Halterung verbundener Pneumatikzylinder vorgesehen sein.
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Um eine robuste Kraftübertragung von der Halterung auf den Hebel zu erreichen, kann es zweckmäßig sein, wenn an dem Hebel eine erste Kontur vorgesehen ist, wobei sich entlang der ersten Kontur ein erster Bolzen bewegt, der mit der Halterung verbunden ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante verläuft die erste Kontur gekrümmt, um durch die gekrümmte Form der Kontur eine geeignete Übertragungsfunktion für das Hebelsystem (Kulissensteuerung) zu erreichen.
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Alternativ dazu könnte an dem Hebel eine zweite Kontur vorgesehen sein, wobei sich entlang dieser zweiten Kontur ein zweiter Bolzen bewegt, der mit dem Transportgurt verbunden ist. Diese Anordnung bewirkt durch die freie Ausgestaltbarkeit der zweiten Kontur eine flexible Steuerung des Transportgurts. Darüber hinaus wird durch die zusätzliche Aussparung am Hebel Gewicht eingespart, und dadurch werden geringere Massen beschleunigt.
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Zweckmäßig ist es, wenn die erste und/oder die zweite Kontur als Nut oder als Schlitz am Hebel ausgebildet sind. Auf diese Weise wird ein sicherer Eingriff der Bolzen in die Konturen gewährleistet. Ein Schlitz wirkt sich durch die größere Gewichtsersparnis und die damit verbundene Reduzierung der beschleunigten Massen des Weiteren positiv auf das Bewegungsverhalten des Greifersystems aus.
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Um das Hebelsystem platzsparend an oder in dem Greifer zu realisieren, kann der Hebel winkelförmig ausgebildet sein.
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Für die Anordnung des Hebels an oder in dem Greifer kann es vorteilhaft sein, wenn der Hebel einen ersten und einen zweiten Arm umfasst, wobei der erste und der zweite Arm L-förmig angeordnet sind und des Weiteren ein Drehpunkt zwischen dem ersten und dem zweiten Arm vorgesehen ist.
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Für das Aufheben von elastischen Gegenständen kann es zweckmäßig sein, wenn sich der Transportgurt bereichsweise, idealerweise um mindestens 15 Millimeter, in eine Richtung bewegt, die entgegen der linearen Bewegung der Halterung gerichtet ist. Damit lässt sich die Höhe einer Platte, die von dem endlosen Transportgurt des Greifers umgeben wird, überwinden und das Anheben des aufzunehmenden Gegenstands wird durch ein zusätzliches Ziehen mittels des Transportgurts verbessert.
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Da sich die aufzunehmenden Gegenstände in ihrer Elastizität bzw. ihrer physikalischen Konsistenz unterscheiden, kann es sinnvoll sein, wenn die Bewegungsweite der Halterung einstellbar ist, um dadurch die Bewegungsstrecke des Transportgurts festzulegen. Durch diese Einstellung kann das Stauchen und Dehnen des aufzunehmenden Gegenstands individuell beeinflusst werden.
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Für eine gleichmäßige, nicht verkantete, Bewegung des Transportgurts kann es zweckmäßig sein, wenn an dem Greifer zusätzlich ein weiteres Hebelsystem vorgesehen ist, wobei das weitere Hebelsystem spiegelbildlich zu dem ersten Hebelsystem in Bezug auf den Transportgurt angeordnet ist.
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Zum Schutz der beweglichen Teile des Hebelsystems kann ein Gehäuse für dasselbe vorgesehen sein.
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Für eine verbesserte Aufnahme des Produkts kann ein zusätzlicher zweiter Greifer vorgesehen sein, wobei der zweite Greifer spiegelbildlich zu dem ersten Greifer angeordnet ist. Der aufzunehmende Gegenstand bzw. Produkt befindet sich kurz vor dem Aufnehmen zwischen dem ersten und dem zweiten Greifer.
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Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
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1: eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Greifersystems,
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2: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Greifersystems, insbesondere dessen Hebelsystem, in einer Anfangsposition,
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3: eine Seitenansicht des Greifersystems, insbesondere dessen Hebelsystem, in einer Zwischenposition,
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4: eine Seitenansicht des Greifersystems, insbesondere dessen Hebelsystems, in einer Endposition.
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Gleiche Komponenten sind in den Figuren durchgängig mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Greifersystem 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Das Greifersystem 1 kann zum Aufnehmen, zum Transportieren und Ablegen von Gegenständen bzw. Produkten, bei denen es sich beispielsweise um Lebensmittel handeln kann, eingesetzt werden. Insbesondere ist das Greifersystem 1 zum Transport von elastisch nachgiebigen Lebensmitteln, wie zum Beispiel Fleischstücken, vorgesehen.
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Das Greifersystem 1 umfasst einen Zentralkörper 2 mit einem Anschluss 3 für die Energie- oder Druckluftversorgung des Greifersystems 1 auf der Oberseite des Zentralkörpers 2. Der Zentralkörper 2 verfügt weiter über zwei zueinander parallel angeordnete Führungsstangen 4, die vom Zentralkörper 2 teilweise umschlossen sind und sich entlang der unteren Längsseite des Zentralkörpers 2 erstrecken. Die Führungsstangen 4 ragen an mindestens einem Ende des Zentralkörpers 2 aus demselben heraus.
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Entlang der Führungsstangen 4 ist auf der Unterseite des Zentralkörpers 2 ein Greifer 5 linear beweglich. Für die Bewegung des Greifers 5 kann beispielsweise ein Pneumatikzylinder 5a oder ein nicht gezeigter Elektromotor vorgesehen sein. Die Führungsstangen 4 erstrecken sich durch Öffnungen 6 des Greifers 5. An einem aus dem Zentralkörper 2 herausragenden Ende der Führungsstangen 4 ist eine Anschlagplatte 7 auf der Außenseite des Zentralkörpers 2 befestigt. Auf dem der Anschlagplatte 7 gegenüberliegendem Ende der Führungsstangen 4 ist eine Stoppvorrichtung 4a als Endpunkt für den Greifer 5 vorgesehen. So bewegt sich der Greifer 5 zwischen einer geöffneten Position an dem der Anschlagplatte 7 gegenüberliegenden Ende des Zentralkörpers 2 und einer geschlossenen Position an der Anschlagplatte 7.
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Der Greifer 5 verfügt an jedem der beiden seitlichen Enden über jeweils eine Halterung 20 zur Befestigung einer Platte 11. Gurtbefestigungen 8 erstrecken sich seitlich vom Zentralkörper 2 nach unten und weisen eine abgewinkelte Form auf. Ein erster Abschnitt 8a der Gurtbefestigung 8 erstreckt sich nach unten, ein zweiter Abschnitt 8b schließt sich winklig daran an und verläuft horizontal bzw. parallel zu den Führungsstangen 4. Der zweite Abschnitt 8b der Gurtbefestigung 8 weist eine Führung 9 in Form eines Langlochs auf, dessen Funktion weiter unten beschrieben wird.
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Der Greifer 5 umfasst einen endlosen Transportgurt 10 aus einem FDA-konformen, für Lebensmittel geeigneten Gewebe. Der Transportgurt 10 umspannt die aus Kunststoff gefertigte Platte 11, ohne mit der Platte 11 fest verbunden zu sein. Die Platte 11 erstreckt sich zwischen den beiden Gurtbefestigungen 8, so dass die Platte 11 mitsamt Transportgurt 10 zwischen den Gurtbefestigung 8 angeordnet ist.
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An dem Transportgurt 10 ist eine tunnelförmige Tasche 12 befestigt, die sich über die gesamte Breite des Transportgurts 10 und der Platte 11 erstreckt und über jeweils ein offenes Ende im Bereich der Gurtbefestigung 8 verfügt. Durch die Tasche 12, d. h. von der einen Gurtbefestigung 8 zu der gegenüberliegenden Gurtbefestigung 8, erstreckt sich ein Mitnehmerbügel 13. Wenigstens ein Ende des Mitnehmerbügels 13, in diesem Ausführungsbeispiel ein Metallstab, wird von dem Langloch 9 aufgenommen bzw. geführt. Das Langloch 9 ist in dem unteren Abschnitt 8b der Gurtbefestigung 8 angeordnet und führt den Mitnehmerbügel 13.
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Der Greifer 5 umfasst weiter ein Hebelsystem 14, das in diesem Ausführungsbeispiel auf einer Seite des Greifers 5 angeordnet ist. Alternativ dazu könnte auch auf der dem ersten Hebelsystem 14 gegenüberliegenden Seite des Greifers 5 ein weiteres Hebelsystem spiegelbildlich zum ersten Hebelsystem 14 angeordnet sein. Das außen an der Gurtbefestigung 8 angeordnete Hebelsystem 14 verfügt über einen L-förmigen Hebel 15. Der Hebel 15 umfasst zwei Arme 16, 17, die jeweils eine als Schlitz ausgebildete Kontur 18, 19 aufweisen. Die Kontur 18 des ersten Arms 16 ist dabei in sich gekrümmt ausgebildet, während die Kontur 19 des zweiten Arms 17 relativ zum Arm 17 gerade verläuft.
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Weiter verfügt das Hebelsystem 14 auf beiden Seiten des Transportgurts 10 über jeweils eine Halterung 20. Die Platte 11 erstreckt sich zwischen den beiden Halterungen 20 und ist, beispielsweise durch eine Klemmverbindung, an den beiden Halterungen 20 befestigt. Der Hebel 15 ist außerhalb der Halterung 20 angeordnet. Die auf der Seite des Hebels 15 angeordnete Halterung 20 ist mittels eines Bolzens 21 mit dem Hebel 15 verbunden. Der Bolzen 21 greift für eine formschlüssige Verbindung in die Kontur 18 des ersten Arms 16 ein und kann zusätzlich kraftschlüssig an dem Hebel 15 befestigt sein, z. B. mittels einer Bolzensicherung. Das Hebelsystem 14 übernimmt im Wesentlichen die Aufgabe einer Kulissensteuerung.
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Die Halterung 20 ist weiter mit dem Pneumatikzylinder 5a verbunden. Wenn das Greifersystem 1 elektrisch betrieben wird, ist die Halterung alternativ dazu mit einem Elektromotor verbunden. Der Pneumatikzylinder 5a ist an dem Greifersystem 1 befestigt.
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Die grundsätzliche Funktion des Greifersystems wird im Folgenden beschrieben.
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2 zeigt das Greifersystem 1 in einer geöffneten Stellung, in der sich der Greifer 5 an einem Ende der Führungsstangen 4 befindet. Auch der Pneumatikzylinder 5a befindet sich in einer ausgeschobenen Stellung. In diesem Zustand des Greifersystems 1 befindet sich der Bolzen 21 an einem ersten Ende der ersten Kontur 18. Ein weiterer Bolzen 23, der mit dem Mitnehmerbügel 13 verbunden ist, bringt die zweite Kontur 19 des Hebels 15 in Eingriff mit dem Langloch 9 der Gurtbefestigung 8. Der Bolzen 23 befindet sich ebenfalls in einer unbetätigten Stellung an einem ersten Ende des Langlochs 9.
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Ausgehend von der in 2 dargestellten, geöffneten Stellung kann das Greifersystem 1 ein Produkt 24 aufnehmen, indem sich der Greifer 5 bzw. die Halterung 20 in Folge einer Betätigung des Pneumatikzylinders 5a entlang den Führungsstangen 4 in Richtung der Anschlagplatte 7 bewegt. Diese Bewegung des Greifers 5 bewegt die Platte 11 in Richtung des aufzunehmenden Produkts 24, so dass sich zwischen der Platte 11 und dem Transportgurt 10 eine Relativgeschwindigkeit ergibt, mit der der Transportgurt 10 die Platte 11 umläuft.
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3 zeigt eine Position des Greifersystems 1, die es während des Aufnehmens des Produkts 24 einnimmt. Zwischen der geöffneten Position und der Aufnahmeposition bewegt der Pneumatikzylinder 5a die Halterung 20 mitsamt dem Bolzen 21 in Richtung der Anschlagplatte 7. Der Bolzen 21 bewegt sich dadurch entlang der Kontur 18, wobei der Hebel 15 in Folge dieser Bewegung um einen Drehpunkt 25 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Dieser Drehpunkt 25 liegt zwischen den beiden Armen 16, 17. Als Folge der Drehbewegung gleitet der Bolzen 23 entlang des Langlochs 9 in eine Richtung entgegen der Bewegung des Pneumatikzylinders 5a und der Halterung 20.
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Der Bolzen 23 ist mit dem Mitnehmerbügel 13 verbunden, wodurch sich die Tasche 12 und damit der Transportgurt 10 mit dem Bolzen 23 in dieselbe, der Bewegungsrichtung der Halterung 20 entgegen gesetzten, Richtung bewegen. Die gekrümmte Formgebung der ersten Kontur 18 des Hebels 15 bewirkt hierbei, dass sich der Hebel 15 zunächst schneller um den Drehpunkt 25 dreht und sich deshalb der Transportgurt 10 relativ zur Platte 11 und zum Produkt 24 schneller bewegt. Wäre die Kontur 18 nicht gekrümmt, würde sich keine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Transportgurt 10 und dem Produkt 24 ergeben. Mit der gekrümmten Kontur 18 ergibt sich dagegen eine erhöhte Relativgeschwindigkeit des Transportgurts 10 gegenüber dem Produkt 24, wodurch die Dicke der Platte 11 leichter von dem Produkt 24 überwunden wird. Der Transportgurt 10 zieht so das Produkt 24 teilweise auf die Platte 11. Maßgeblich für die Höhe der Geschwindigkeit und die Strecke, über die der Transportgurt 10 beschleunigt wird, ist die gekrümmte Kontur 18 des Hebels 15.
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Sobald der Bolzen 21 den Knick der Kontur 18 durchlaufen hat und sich in einem zum unteren Abschnitt 8b der Gurtbefestigung 8 parallelen Bereich der Kontur 18 befindet, erfährt der Transportgurt 10 keine Beschleunigung mehr, wodurch die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Transportgurt 10 und dem Produkt 24 aufgehoben wird. Das heißt, dass sich zwar noch die Platte 11 relativ zum Produkt 24, aber der Transportgurt 10 nicht mehr relativ zum Produkt 24 bewegt. Die Platte 11 schiebt sich weiter unter das Produkt 24. Dies verhindert eine weitere Deformation des Produkts 24.
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Das aufgenommene Produkt 24 kann nun vom Greifersystem 1 zu seinem Bestimmungsort transportiert werden. Am Bestimmungsort rückt der Pneumatikzylinder 5a wieder ein, wodurch der mit der Halterung 20 verbundene Bolzen 21 der Kontur 18 in eine entgegen gesetzter Richtung zur Aufnahmekante der Platte 11 folgt. Solange sich der Bolzen 21 vor dem Knick der Kontur 18 befindet, ergibt sich keine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Transportgurt 10 und dem Produkt 24. Hat der Bolzen 21 den Knick der Kontur 18 überwunden, wird der Transportgurt erneut beschleunigt, wodurch sich eine Relativgeschwindigkeit zwischen Transportgurt 10 und dem Produkt 24 ergibt. Hat sich das Produkt 24 in Folge der Beschleunigung beim Aufnehmen deformiert bzw. wurde es gestreckt, ergibt sich nun durch die entgegen gesetzte Beschleunigung eine entgegen gesetzte Verformung bzw. wird das Produkt gestaucht. Da sich auch der Greifer 5 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt, wird das Produkt 24 an seinem Bestimmungsort in Folge der der sich zurückziehenden Platte 11 abgelegt.
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Ausgehend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann das erfindungsgemäße Greifersystem 1 in vielfacher System abgewandelt werden. Beispielsweise kann das Hebelsystem 14 auf beiden Seiten des Transportgurts 10 vorhanden sein. Des Weiteren wäre es denkbar, dass auch der Greifer 5 in doppelter Ausführung an dem Zentralkörper 2 des Greifersystems 1 vorhanden ist, wobei der zweite Greifer die Anschlagplatte 7 aus dem obigen Ausführungsbeispiel ersetzt. Der Mitnehmerbügel 13 könnte auch plattenförmig ausgestaltet sein.