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1. WO2006053549 - VORRICHTUNG ZUM HANDHABEN VON BIEGESCHLAFFEN TEILEN

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Vorrichtunq zum Handhaben von bieqeschlaffen Teilen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Handhaben von biegeschlaffen Teilen.

Aus dem Stand Technik sind zum Handhaben von biegeschlaffen Teilen

Nadelgreifer bekannt. Sie werden insbesondere zum Umsetzen oder Transportieren von Stoffen, sonstigen Textilien, Leder oder Schaumstoffen eingesetzt. Die Nadelgreifer sind mit mehreren Nadelleisten ausgestattet. Die Nadeln sind in Schrägstellung gegen die Senkrechte in den Nadelleisten angeordnet und werden in axialer Richtung verschoben. Hierzu ist jeder

Nadelleiste ein Hubzylinder zugeordnet. Ein derartiger Nadelgreifer ist in der DE 38 29 580 A1 beschrieben.

Als nachteilig erweist bei derartigen Vorrichtungen, dass ein Verschränken der Nadeln in dem aufzunehmenden Teil je nach Dicke und Größe des Teils nicht garantiert werden kann. Bei großen Beschleunigungen besteht daher die

Gefahr, dass sich das Teil ganz oder teilweise von dem Nadelgreifer löst.

Darüber hinaus ist das Ablegen von Teilen, die eine Tendenz haben, an dem

Nadelgreifer zu haften, erschwert. Das Teil löst sich unter Umständen nicht vollständig vom Nadelgreifer oder wird beim Ablegen beschädigt. Dies gilt beispielsweise für Lebensmittel. Hierzu zählen Fleischscheiben oder

Fleischstücke.

Die Erfindung und ihre Vorteile

Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil, dass beliebige biegeschlaffe Teile aufgenommen, transportiert und abgelegt werden können, ohne dass sie dabei beschädigt werden. Voraussetzung ist lediglich, dass ihre Oberfläche das Eindringen von Nadeln gestattet. Während des Transportes haftet das biegeschlaffe Teil so fest an der Vorrichtung, dass es sich auch bei großen Beschleunigungen nicht lösen kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird durch ein Handhabungsgerät, beispielsweise einen Roboter, an ein biegeschlaffes Teil herangeführt, das auf einer Unterlage, beispielsweise einem Transportband, aufliegt. Dabei haben die Kontaktplatte und der Grundkörper den maximalen Abstand. Die spitzen Enden der Nadeln befinden sich in den Nadelkanälen der Kontaktplatte und ragen nicht aus der Oberfläche der Kontaktplatte heraus. Setzt die Vorrichtung auf das Teil auf, so fährt das Handhabungsgerät die Vorrichtung weiter nach unten. Dabei erfährt die Kontaktplatte durch das Teil eine Kraft nach oben und nähert sich an den Grundkörper an. Auf Grund dieser Bewegung werden die spitzen Enden der Nadeln aus den Nadelkanälen ausgefahren und in das biegeschlaffe

Teil hineingedrückt. Die Länge der Strecke, die die Nadeln in das Teil eindringen, hängt davon ab, wie weit das Handhabungsgerät nach dem Berühren der Oberfläche des Teils durch die Kontaktplatte nach unten fährt. Diese Bewegung ist einstellbar. Damit kann die Einstichtiefe vorgegeben werden. Sie hängt von der Dicke der Teile ab und kann daher variieren. Wichtig ist, dass sich auch bei einer geringen Einstichtiefe die Nadeln der ersten und zweiten Nadelgruppe gegeneinander verschränken. Die in dem biegeschlaffen Teil gegeneinander gekreuzten Nadeln sorgen dafür, dass das Teil so fest an der Vorrichtung haftet, dass es sich auch bei großen Beschleunigungen während des Transportvorgangs nicht von der Vorrichtung lösen kann.

Sind die Nadel entsprechend der vorgegebenen Einstichtiefe in das biegeschlaffe Teil eingedrungen, so wird die Kontaktplatte in ihrer Position relativ zum Grundkörper fixiert. Die Vorrichtung wird in dieser Stellung verriegelt. Nun kann die Vorrichtung mit dem biegeschlaffen Teil durch das Handhabungsgerät angehoben und an die gewünschte Position geführt werden.

Zum Ablegen des biegeschlaffen Teils wird die Verriegelung gelöst. Dadurch entfernt sich die Kontaktplatte vom Grundkörper, die spitzen Enden der Nadeln werden aus dem Teil herausgezogen und ziehen sich vollständig in die Nadelkanäle der Kontaktplatte zurück. Abschließend wird die Vorrichtung durch das Handhabungsgerät von dem biegeschlaffen Teil abgehoben.

Die Nadeln sind in zwei Nadelgruppen unterteilt. Alle Nadeln verlaufen schräg gegen die Senkrechte. Die Nadeln der ersten Nadelgruppe sind parallel zueinander angeordnet. Dies gilt ebenso für die Nadeln der zweiten Nadelgruppe. Die Winkel, unter denen die Nadeln der ersten Nadelgruppe und die Nadeln der zweiten Nadelgruppe gegen die Senkrechte geneigt sind, unterscheiden sich im Vorzeichen und oder im Betrag. So können die Nadeln der ersten Nadelgruppe spiegelbildlich zu den Nadeln der zweiten Nadelgruppe verlaufen. Die Winkel können sich jedoch auch im Betrag unterscheiden. Wesentlich ist, dass sich die Nadeln der ersten Nadelgruppe mit den Nadeln der zweiten Nadelgruppe kreuzen. Dabei berühren sich die Nadeln jedoch nicht.

In der Vorrichtung können zahlreiche Nadeln pro Flächeneinheit vorgesehen sein. Die Größe der Kontaktplatte und die Anzahl der Nadeln hängt von der Größe des zu transportierenden Teils ab. Die große Anzahl der Nadeln führt zusammen mit dem Verschränken der Nadeln in dem zu transportierenden Teil dazu, dass das Teil sicher an der Vorrichtung haftet.

Die Kontaktplatte sorgt dafür, dass die Nadeln beim Aufnehmen gleichmäßig in das biegeschlaffe Teil eindringen und beim Ablegen gleichmäßig aus dem Teil herausgezogen werden. Auf das Teil wird lediglich geringer Druck ausgeübt. Es erfährt daher beim Aufnehmen und Ablegen nur in geringem Umfang eine Verformung. Durch die Nadelkanäle in der Kontaktplatte werden die Nadeln geführt und ausschließlich in axialer Richtung verschoben. Dadurch wird verhindert, dass das Teil beschädigt wird. Auch Teile, die auf Grund ihrer Konsistenz an der Vorrichtung haften, können aufgenommen, transportiert und abgelegt werden. Damit können Fleisch, Wurst, Käse, Gemüse, Obst oder

Gebäck umgesetzt werden, ohne dass sie eine Beschädigung erfahren. Dies gilt nicht nur für kleine sondern auch für große Stücke oder Scheiben.

Die Vorrichtung kann je nach Verwendung von geeigneten Materialien auch in Leichtbauweise ausgeführt werden. Damit eignet sich die Vorrichtung auch zum

Einsatz bei kleinen und schnellen Scara- und Delta-Robotern. Als Materialien können beispielsweise Kunststoffe für die Kontaktplatte und den Grundkörper und Metall für die Nadeln verwendet werden. Zum Einsatz bei Lebensmitteln müssen die Kontaktplatte und die Nadeln aus Werkstoffen bestehen, die für diesen Bereich geeignet sind. Da die übrigen Teile der Vorrichtung nicht mit den

Lebensmitteln in Berührung kommen, müssen diese nicht in zwingender Weise aus für Lebensmittel geeigneten Materialien hergestellt werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Antrieb zum Bewegen der Kontaktplatte relativ zum Grundkörper vorgesehen. Bei dem

Antrieb kann es sich beispielsweise um einen Pneumatikzylinder handeln. Die

Führungsstange zwischen Grundkörper und Kontaktplatte kann dabei als

Kolbenstange dienen. Der Antrieb kann ausgeschaltet sein, bis die Nadeln die maximale Einstichtiefe in dem Teil erreicht haben. Beim Erreichen dieser Position wird der Antrieb eingeschaltet, wodurch die Vorrichtung in dieser

Einstellung verriegelt wird. Dadurch wird das Teil an der Vorrichtung gehalten.

Bei einem Pneumatikzylinder wird das Verriegeln durch Beaufschlagen der unteren Kolbenfläche mit Druck erreicht. Das Ablegen des Teils kann ebenfalls durch den Antrieb unterstützt werden. Dieser sorgt dafür, dass sich die Kontaktplatte von dem Grundkörper entfernt. Bei einem doppelt wirkenden

Pneumatikzylinder wird die Kolbenunterseite drucklos geschaltet und gleichzeitig die Kolbenoberseite mit Druck beaufschlagt. Das zu transportierende Teil erfährt dadurch beim Ablegen eine zusätzliche Beschleunigung.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln der der maximalen Einstichtiefe zugeordneten Stellung von Kontaktplatte und Grundkörper vorgesehen. Wie bereits oben beschrieben kann die Verriegelung durch einen zusätzlichen Antrieb erfolgen. Darüber hinaus kann als Verriegelungseinrichtung beispielsweise eine Klemmeinrichtung, eine Klammereinrichtung oder eine Spanneinrichtung vorgesehen sein. Das Fixieren und Lösen der Verriegelungseinrichtung erfolgt in Abhängigkeit vom Aufnehmen oder Ablegen des biegeschlaffen Teils.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Sensor zum Erfassen einer Bewegung der Kontaktplatte in Richtung des Grundkörpers vorgesehen. Dabei kann es sich zum Beispiel um den Endlagensensor des Pneumatikzylinders handeln. Aus den durch den Sensor ermittelten Daten kann die Höhe beziehungsweise Dicke des biegeschlaffen Teils bestimmt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind in der

Kontaktplatte Kanäle zum Zuführen von Druckluft vorgesehen. Die Kanäle münden in Öffnungen an der dem biegeschlaffen Teil zugewandten Oberfläche der Kontaktplatte. Die Druckluft kann über einen Kanal in der Führungsstange oder über ein separates Rohr zugeführt werden. Durch die aus den Kanälen ausströmende Druckluft wird das Ablösen des biegeschlaffen Teils beim

Ablegen unterstützt. Eine Steuerung kann vorsehen, dass die Druckluft nur ausströmt, wenn ein biegeschlaffes Teil abgelegt werden soll. Während dem Aufnehmen und Transportieren des Teils liegt dagegen keine Druckluft an den Kanälen an.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Nadeln parallel in einem Nadelschlitten nach Art eines Kammes angeordnet.

Dabei sind die Nadeln der ersten Nadelgruppe auf mehrere Nadelschlitten verteilt. Dies gilt ebenso für die Nadeln der zweiten Nadelgruppe. Als Nadelschlittenführung sind an dem Grundkörper zwei Profile vorgesehen, in welche die gegenüberliegenden Enden der Nadelschlitten eingreifen. Die Nadelschlitten sind dabei so in den Profilen angeordnet, dass je ein

Nadelschlitten mit Nadeln der ersten Nadelgruppe neben einem Nadelschlitten mit Nadeln der zweiten Nadelgruppe verschiebbar gelagert ist. Bewegt sich die Kontaktplatte auf den Grundkörper zu, so können sich die Nadelschlitten unabhängig voneinander in den Profilen verschieben. Die Nadeln benachbarter Nadelschlitten kreuzen sich dabei in dem biegeschlaffen Teil.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind lediglich zwei Nadelschlitten vorgesehen. Alle Nadeln der ersten Nadelgruppe sind in einem ersten Nadelschlitten und alle Nadeln der zweiten Nadelgruppe in einem zweiten Nadelschlitten angeordnet. An dem Grundkörper ist eine Nadelschlit-tenführungsstange vorgesehen. Die beiden Nadelschlitten weisen ein Profi) auf, mit dem sie die Nadelschlittenführungsstange umgreifen. Bewegt sich die Kontaktplatte auf den Grundkörper zu, so nähern sich die beiden Nadelschlitten aneinander an. Entfernt sich die Kontaktplatte vom Grundkörper beim Ablegen eines biegeschlaffen Teils, so bewegen sich die beiden Nadelschlitten voneinander weg. Um die bei dieser Bewegung zurückgelegten Strecken der beiden Nadelschlitten zu minimieren und die durch diese Strecke bedingte Länge der Vorrichtung zu reduzieren, können die beiden Nadelschlitten fingerartige Abschnitte aufweisen. Bewegen sich die beiden Nadelschlitten aufeinander zu, so greifen die fingerartigen Abschnitte der Nadelschlitten ineinander ein. Jeder fingerartige Abschnitt des ersten Nadelschlittens ist dabei benachbart zu einem fingerartigen Abschnitt des zweiten Nadelschlittens.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Kontaktplatte lösbar mit dem Grundkörper verbunden. Zum Reinigen oder

Reparieren kann die Vorrichtung schnell und einfach zerlegt werden. Hierzu wird die Führungsstange vom Grundkörper und eventuell auch von der Kontaktplatte gelöst. Anschließend können die Nadelschlitten aus den Nadelschlittenführungen herausgenommen werden. Das Zusammenfügen der Vorrichtung ist ebenfalls schnell und einfach möglich.

Weitere Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen.

Zeichnung

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht von unten,

Figur 2 Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht von oben,

Figur 3 Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einem Längsschnitt,

Figur 4 Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einer Seitenansicht,

Figur 5 Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in einer Seitenansicht, die Schnittebene für den Längsschnitt gemäß Figur 3 ist mit B - B gekennzeichnet,

Figur 6 zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht von unten, Figur 7 Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 in einer perspektivischen Ansicht von oben,

Figur 8 Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 in einem Längsschnitt,

Figur 9 Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 in einer Seitenansicht,

Figur 10 Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 in einer Seitenansicht, die Schnittebene für den Längsschnitt gemäß Figur 8 ist mit A - A ge- kennzeichnet,

Figur 11 drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung in einer Seitenansicht,

Figur 12 Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11 im Querschnitt, die Schnittebene ist in Figur 11 mit A - A gekennzeichnet.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Figuren 1 bis 5 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Handhaben von biegeschlaffen Teilen dargestellt. Die Darstellungen zeigen die Vorrichtung in einer Position, in der die Kontaktplatte 1 auf zwei Fleischscheiben 2 aufsetzt. Der Abstand zwischen der Kontaktplatte 1 und dem Grundkörper 3 ist so groß, dass die Nadeln 4 mit ihren spitzen Enden nicht aus den Nadelkanälen 5 in der Kontaktplatte 1 herausragen. An dem Grundkörper 3 sind zwei Pneumatikzylinder 6 mit einem Kolben 7 und einer als Kolbenstange dienenden Führungsstange 8 vorgesehen. Der Drehgriff 9 am oberen Ende der Führungsstange kann genutzt werden, um das oberen Ende der Führungsstan-ge 8 zu lösen. Die Führungsstange besteht aus zwei Teilen. Dies ist in der

Zeichnung nicht erkennbar. Nach dem Lösen des oberen Endes der Führungsstange 8 kann die Kontaktplatte 1 vom Grundkörper 3 gelöst werden.

In Figur 3 sind die beiden Nadelgruppen erkennbar. Sämtliche Nadeln 4 der ersten Nadelgruppe sind nach links geneigt, während die Nadeln 4 der zweiten Nadelgruppe nach rechts geneigt sind. Mit ihren stumpfen Enden sind die Nadeln 4 in Nadelschlitten 10 angeordnet. Jeder Nadelschlitten 10 bildet mit den an ihm befestigten Nadeln einem Kamm. Mit ihren gegenüberliegenden Enden greifen die Nadelschlitten 10 in Profile 11 am Grundkörper 3 ein. Die Nadelschlitten sind in den als Nadelschlittenführung dienenden Profilen 11 verschiebbar angeordnet.

Die Führungsstangen 8 sind innen hohl ausgebildet. An ihrem oberen Ende ist ein Druckluftanschluss 12 vorgesehen. Über diesen Anschluss wird Druckluft zugeführt, die über die hohle Führungsstange 8 in Kanäle 13 in der Kontaktplatte 1 gelangt. Diese Kanäle münden in Öffnungen 14 an der den Fleischscheiben 2 zugewandten Oberfläche der Kontaktplatte 1. Durch die ausströmende Druckluft wird das Ablegen der Fleischscheiben unterstützt.

An dem Grundkörper 3 ist ein Adapter 15 zum Befestigen der Vorrichtung an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Handhabungsgerät angeordnet.

Die Figuren 6 bis 10 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Handhaben von biegeschlaffen Teilen. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind bei dieser Vorrichtung eine Kontaktplatte 16 zum Aufsetzen auf einer Fleischschreibe 17, ein Grundkörper 18, Nadeln 19, Nadelkanäle 20 in der Kontaktplatte 16, ein Pneumatikzylinder 21 mit einem Kolben 22 und einer als

Kolbenstange dienende Führungsstange 23 mit einem Drehgriff 24 am oberen Ende vorgesehen. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung lediglich zwei Nadelschlitten 25 und 26 auf. Sämtliche Nadeln 19 einer ersten Nadelgruppe mit Neigung nach links sind im ersten Nadelschlitten 25 angeordnet, während die Nadeln 19 der zweiten Nadelgruppe mit Neigung nach rechts im zweiten Nadelschlitten 26 angeordnet sind. Als Führung dienen zwei Nadelschlittenführungsstangen 27, die die Nadelschlitten 25 und 26 umgreifen.

Zu Befestigen der Vorrichtung an einem in der Zeichnung nicht dargestellten Handhabungsgerät ist eine Aufnahme 28 am Grundkörper vorgesehen.

Die Figuren 11 und 12 zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Handhaben von biegeschlaffen Teilen. Diese Vorrichtung ist ähnlich aufgebaut wie das zweite Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung weist eine Kontaktplatte 29, einen Grundkörper 30, Nadeln 31 , Führungsstangen 32 und zwei Nadelschlitten 33 und 34 auf. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel haben die Nadelschlitten 33 und 34 fingerartige Abschnitte 35, mit denen sie ineinander eingreifen. Die Verschiebewege der Nadelschlitten 33 und 34 sind dadurch kleiner als beim zweiten Ausführungsbeispiel. Außerdem sind die Nadeln 31 kürzer als die Nadeln 19 des zweiten Ausführungsbeispiels.

Darüber hinaus ist ein separates Rohr 36 zum Zuführen der Druckluft vorgesehen, die aus den in den Figuren 11 und 12 nicht dargestellten Öffnungen in der Kontaktplatte 29 ausströmt.

Sämtliche Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.

Bezugszahlen

1 Kontaktplatte
2 Fleischscheibe
3 Grundkörper
4 Nadel
5 Nadelkanal
6 Pneumatikzylinder
7 Kolben
8 Führungsstange
9 Drehgriff
10 Nadelschlitten
11 Profil
12 Druckluftanschluss
13 Kanal
14 Öffnung
15 Adapter
16 Kontaktplatte
17 Fleischscheibe
18 Grundkörper
19 Nadel
20 Nadelkanal
21 Pneumatikzylinder
22 Kolben
23 Führungsstange
24 Drehgriff
25 Nadelschlitten
26 Nadelschlitten
27 Nadelschlittenführungsstange

28 Aufnahme Kontaktplatte
Grundkörper
Nadel
Führungsstange

Nadelschlitten
Nadelschlitten fingerartiger Abschnitt

Rohr