Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vakuum Ansaugvorrichtung zum Greifen von Süsswaren, z.B. Gelee, geschäumte Süsswaren sowie Backwaren mit unebener Oberfläche, mit einem schalenförmigen Greiferteil zum dichten Aufsetzen auf die Oberfläche des zu greifenden Produktes, einem mit dem Greiferteil verbundenen hohlzylindrischen Ansatzstück und einer luftdurchlässigen Trennwand zum Trennen des durch den Greiferteil bestimmten Raumes vom Ansatzstück.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann besonders erfolgreich zum Greifen von Süsswaren, zum Beispiel von Schokoladen-Pralinen-Mischungen mit weicher und flüssiger Füllung und geringer Schokoladendecke, die in die Schachteln verpackt werden sowie zum Greifen von Gelee-Süsswaren eingesetzt werden.
Gegenwärtig sind Ansaugvorrichtungen bekannt, die zum Greifen und zum Transportieren von Papierbogen, Glas, Eiern, Leder, Baumaterialien und Nahrungsgütern dienen. Es werden für verschiedene Erzeugnisse, in Abhängigkeit von ihren Eigenschaften, z.B. der Oberflächenbeschaffenheit, der geometrischen Formen, der Abmessungen und des Gewichtes verschiedene Konstruktionen von Vakuum-Ansaugvorrichtungen verwendet.
Bekannt ist eine Vakuum-Ansaugvorrichtung zum Heben von Säcken mit Inhalt, die aus einer Schale mit steifem und halbsteifem Rand zur Berührung mit dem Sack, aus einem Hals zum Anschluss der Ansaugvorrichtung an das Vakuumnetz und einer Gitter-Trennwand besteht, die innerhalb der Ansaugvorrichtung zwischen den Schalenwänden in einer bestimmten Entfernung von ihren Rändern liegt und die Möglichkeit der Verformung der Sackwände unter Einwirkung des Vakuums einschränkt (siehe zum Beispiel Schweizer Patent Nr. 455 201).
Der Schalenrand soll in die Sackoberfläche eingedrückt werden, so dass er eine Vertiefung in Form eines Eindruckes der Ansaugvorrichtung zur Vorbeugung der Faltenbildung und zur sicheren Vakuumlage innerhalb der Ansaugvorrichtung schafft. Die Trennwand ist fest mit den Schalenwänden verbunden und dient dazu, das Einsaugen der Sackwände in die Ansaugvorrichtung zu verhindern. Unter der Einwirkung des Vakuum auf die Sackwände werden diese geringfügig eingesogen. Dieser Einzugsgrad soll den Eindruck des Schalenrandes in die Sackoberfläche zwecks Sicherung der obengenannten Hermetisierung bei entsprechendem Unterdruck bestimmen.
Der Einsatz dieser oben beschriebenen Ansaugvorrichtung zum Greifen, Heben und Fortbewegen von Nahrungsgütern mit geringer Festigkeit und einer beliebigen Oberflächenform (Oberfläche mit unterschiedlicher Höhe und Krümmung) und solche, die in einem Winkel zur Achse der Ansaugvorrichtung vorgesehen ist, ist aus folgenden Gründen nicht möglich.
Zur Sicherung einer Hermetisierung darf man nicht den steifen Schalenrand in das jeweilige Produkt eindrücken, da dadurch das Produkt beschädigt wird.
Die in einer gewissen Entfernung vom Schalenrand liegende Scheidewand verhindert den teilweisen Einzug des Erzeugnisses nicht, und ruft dadurch eine Verformung hervor, was beim Greifen von Nahrungsgütern mit geringer Festigkeit unzulässig ist.
Der Einsatz einer steifen Trennwand mit vorgegebener Form kann ausserdem die Verformung von Nahrungsgütern mit beliebigen Oberflächen nicht verhindern.
In der bekannten Ansaugvorrichtung gibt es auch kein Element, das das Greifen einiger Erzeugnisse unterschiedlicher Höhe gleichzeitig ermöglicht. Dafür werden üblicherweise Ausgleichsfeder oder Faltenbälge verwendet. Die Faltenbälge besitzen einen grossen Vorteil gegenüber den Ausgleichsfedern, denn sie ermöglichen es, dass sich die Greifschale ohne zusätzliche Einrichtungen an der Oberfläche der Erzeugnisse, die gewinkelt zur Achse der Ansaugvorrichtung angebracht wird, selbst einstellt.
Die bekannte Konstruktion der Ansaugvorrichtungen mit Faltenbälgen, die Wände mit konstanter Dicke aufweisen, zeigt jedoch ein schlechteres dynamisches Verhalten als es bei Ansaugvorrichtungen mit Ausgleichsfedern der Fall ist, insbesondere beim Greifen von Erzeugnissen mit einem grossen Höhenunterschied und mit einer Oberfläche geringer Festigkeit, da die Grösse des geriffelten Teils ansteigt und die Steifigkeit der Ansaugvorrichtung dabei verringert wird.
Beim Greifen von Erzeugnissen, welche eine Oberfläche aufweisen, die in einem Winkel zur Achse der Ansaugvorrichtung steht, wird die zurückhaltende Kraft der Ansaugvorrichtung herabgesetzt, da bei der Verformung der Faltenbälge mit konstanter Wanddicke derartige Kräfte entstehen, die die in einem Winkel zur Achse der Ansaugvorrichtung liegende Schale von dem jeweiligen Erzeugnis abreissen. Je steifer die Wandung des Faltenbalges und je grösser der vorstehend genannte Winkel ist, desto grösser werden die obenerwähnten Kräfte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansaugvorrichtung zu entwickeln. damit diese Ansaugvorrichtung ein zuverlässiges Greifen von Süsswaren mit geringer Festigkeit und von beliebiger Form sichern kann.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Trennwand am Übergang zwischen Greiferteil und Ansatzstück die lichte Weite des letzteren überspannend angeordnet ist und aus einem gummielastischen Werkstoff besteht, dass an das Ansatzstück ein Luftkanal angeschlossen ist, welcher mindestens von einem Balg gebildet ist, der eine dünne und eine dicke Wand aufweist und dass Greiferteil Ansatzstück, Trennwand und Balg aus einem Stück bestehen.
Die Ausführung der Trennwand aus elastischem Werkstoff sichert auch ihr dichtes Anliegen an die unebene Oberfläche des Produktes, da diese Trennwand die Form annehmen kann, die der unebenen Oberfläche entspricht, wobei sich die Trennwand verformt und das Produkt nicht zerstört. Diese Ansaugvorrichtung sichert ausserdem ein zuverlässiges zerstörungsfreies Greifen der genannten Süsswaren unterschiedlicher Höhe dank einer unterschiedlichen Wandstärke der Faltenbälge.
Das ist dadurch bedingt, dass der Höhenunterschied dei jeweiligen Produkte durch die Verformung der dünnen Wände ausgeglichen wird, deren Verformungsbelastungen geringel als die das Produkt zerstörende Kraft sind, da in den Ansaugvorrichtungen mit konstanten dünnwandigen Faltenbälgen, die das Produkt nicht zerstören, das zuverlässige Greifen und die Transportierung der genannten Produkte infolge des Verlustes ihrer Steifigkeit in der Querrichtung nicht ausführbar sind. Diese Steifigkeit in den Ansaugvorrichtungen mit Faltenbälgen konstanter Wandung vergrössert sich in der Regel durch die Verringerung des Winkels der Wände und folglich durch die Vergrösserung des Durchmessers, was den Einsatz der Ansaugvorrichtungen zum Greifen von Nahrungsgütern mit geringer Breite und kleinem Durchmesser einschränkt.
Bel der Beibehaltung des Durchmessers und des Winkels zwischen den Wänden jedes Faltenbalges vermindert sich sein Ausgleichsvermögen, was zur Vergrösserung der Anzahl der Faltenbälge führt, die seine Steifigkeit herabsetzt. Die Vergrösserung des Durchmessers beziehungsweise der Anzahl der Faltenbälge führt ausserdem selbstverständlich zur Steigerung de Materialverbrauches bei der Herstellung von Ansaugvorrichtungen oder des Luftverbrauches bei ihrem Betrieb.
Zur besseren Erläuterung dieser Erfindung werden nachstehend bevorzugte Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansaugvorrichtung, Längsschnitt;
Fig. 2 Schnitt nach II-II der Fig. 1;
Fig. 3 eine andere Variante der Ausführung der Trennwand;
Fig. 4, 5, 6 und 7 verschiedene Ausführungen der Ansaugvorrichtungen, Längsschnitt;
Fig. 8 Lage der Ansaugvorrichtung nach dem Ergreifen des jeweiligen Produktes;
Fig. 9 Lage der Ansaugvorrichtung beim Greifen eines Produktes mit einer Oberfläche, die in einem Winkel zu den Längsachsen der Ansaugvorrichtungen angebracht ist.
Die Ansaugvorrichtung weist ein schalenförmiges Greiferteil 1 (Fig. 1), die das zu greifende Produkt berührt und ein Ansatzstück 2 auf. Einstückig mit diesem Ansatzstück ist die Trennwand 3 ausgeführt, die aus einem gummielastischen Werkstoff gefertigt ist, wofür Gummi oder ähnliche synthetische Materialien mit ausreichender Elastizität verwendet werden, die keine Verformung und Zerstörung des Produktes verursachen, dafür aber ein zuverlässiges Greifen sichern. Die Trennwand 3 liegt zwischen Greiferteil und Ansatzstück, die lichte Weite des letzteren überspannend, was ihr dichtes Anliegen an das Produkt sichert, ohne dabei eine Verformung oder Zerstörung hervorzurufen. Die Ausführung der Trennwand aus gummielastischem Werkstoff sichert ebenfalls ihr dichtes Anliegen an die Produkte, die beliebige Form aufweisen.
An das Ansatzstück 2 grenzt ein Kanal 4 für die Luftführung an, der durch einen Faltenbalg 5 mit unterschiedlicher Wanddicke gebildet wird. Der Faltenbalg 5 ist an einem Stutzen 6 befestigt, der an die Einpackungseinrichtung und das Vakuumnetz angeschlossen ist.
Die Form der Trennwand kann beliebig sein, wird aber zwecks Vereinfachung der Fertigung von Pressformen zum Giessen dieser Trennwände in zweckmässiger Weise in der in der Fig. 2 und 3 abgebildeten Form ausgeführt, wobei zum Greifen von Produkten mit grösserem Gewicht und grösserer Abmessung, die in der Fig. 2 abgebildete Trennwand zu verwenden ist und für Produkte mit geringerem Gewicht und kleineren Abmessungen aber mit gleicher Festigkeit, die in der Fig. 3 abgebildete Trennwand zu verwenden ist.
In Abhängigkeit des Höhenunterschiedes der Produkte kann die Anzahl der Faltenbälge erhöht werden, wie es in den Fig. 4-7 gezeigt ist, wobei die Bedingung einzuhalten ist, dass in jedem Faltenbalg die Wände 7 und 8 sich in ihrer Dicke unterscheiden. Das Kombinieren der unterschiedlichen Wanddicken ist von keiner prinzipiellen Bedeutung für die Sicherung des zuverlässigen Greifens des Produktes.
Die Ansaugvorrichtung funktioniert wie folgt:
Die an die Einpackungseinrichtung (auf der Zeichnung nicht angegeben) mittels des Stutzens 6 (Fig. 8) angeschlossene Ansaugvorrichtung wird auf ein zu greifendes Produkt 9 gesenkt, bis das schalenförmige Greiferteil 1 und die Trennwand 3 die Oberfläche des Produktes berührt und die Trennwand sich der unebenen Form des Produktes anpasst.
Dabei erfolgt die Verformung des dünnen Wandabschnittes 7, um die Grösse der Verformung der Trennwand 3 und die untere Lage der Ansaugvorrichtung, die von der Höhe des Produktes 9 abhängt, zu bestimmen. Danach wird der Kanal 4 an ein Vakuum angeschlossen und es wird Unterdruck erzeugt Unter Einwirkung des Aussendruckes liegt das schalenförmige Greiferteil dicht an der Oberfläche des Produktes 9 an, wodurch dieses Produkt zufolge des Unterschiedes zwischen dem Aussendruck und dem Druck im Kanal 4 von der Ansaugvorrichtung ergriffen und gehalten wird. Je nach dem Grad des Ansteigens dieses Druckunterschiedes erfolgt die endgültige Verformung der Wände 7 und 8. Dabei hängt ihre Grösse von ihrem Dickeunterschied ab.
Angesichts dessen, dass die Trennwand 3 mit ihrer ganzen unteren Fläche noch vor dem Anschluss des Vakuums dicht an die Produktoberfläche anliegt, wird das Ansaugen eines Teiles des Produktes in den Kanal 4 und auch seine Verformung oder Zerstörung beim Anschluss des Vakuums ausgeschlossen.
Je grösser der Dickeunterschied der Wände 7 und 8 ist, mit desto kleinerer Kraft wirkt die Ansaugvorrichtung bei der vorherigen Verformung auf das Produkt mit geringer Festigkeit ein, desto mehr wird sie bei der Entstehung des Unterdrucks in ihrem Kanal zusammengepresst und desto steifer und kleiner in der Längsrichtung wird sie, was ihr dynamisches Verhalten beim Transportieren des Produktes erhöht.
Die beschriebene Ansaugvorrichtung ermöglicht ein zuverlässiges Greifen von Prudukten mit einer Oberfläche, die in einem Winkel zur Längsachse der Ansaugvorrichtung angebracht sind zufolge der Selbsteinstellung des schalenförmigen Greiferteiles. Das ist möglich, weil dieser Winkel durch die Verformung der dünnen Wandabschnitte ausgeglichen wird und die Steifigkeit der Ansaugvorrichtung in Querrichtung durch die dicken Wandabschnitte aufrechterhalten wird.