EP4028343A1

EP4028343A1 - Saugeinheit und saugvorrichtung

Info

Publication number: EP4028343A1
Application number: EP20765296.7A
Authority: EP
Inventors: César Carrasco
Original assignee: AO Formaflon Swiss AG
Current assignee: AO Formaflon Swiss AG
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2022-07-20
Also published as: US20220297954A1; JP7657203B2; WO2021048070A1; US20220289500A1; JP2022546744A; BR112022003637A2; US12565387B2; CA3148552A1; CN114401830A; AU2020344792A1; EP4028344A1; CN114401914A; US12441555B2; AU2020344932A1; BR112022003377A2; CA3148531A1; JP7611236B2; JP2022547920A; WO2021048069A1

Abstract

Die Saugeinheit (10), die zum Ansaugen eines Objekts nach dem Bernoulli-Prinzip geeignet ist, umfasst einen Saugkörper (16) mit einer daran anschliessenden Saugplatte (11), die eine vom Saugkörper (16) abgewandte Frontseite aufweist, sowie wenigstens einen Eintrittskanal (13), durch den ein gasförmiges Medium durch den Saugkörper (16) zur Frontseite der Saugplatte (11) in einen Umlenkkanal (110) einführbar ist, der einerseits durch die Frontseite der Saugplatte (11) und andererseits durch einen Umlenkkopf (121) einer Umlenkeinheit (12) oder der einerseits durch die Frontseite der Saugplatte (11) und andererseits beim Ansaugen des Objekts durch das Objekt begrenzt ist, und durch den das gasförmige Medium nach aussen führbar ist. Die Saugplatte (11) weist in der Mitte eine Umlenkkammer (115) auf, an die einerseits der wenigstens eine Eintrittskanal (13) und andererseits mehrere in die Saugplatte (11) eingesenkte Saugkanäle (111) anschliessen, die gegen den Rand der Saugplatte (11) verlaufen.

Description

Saugeinheit und Saugvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine nach dem Bernoulli-Prinzip arbeitende Saugeinheit sowie eine Saugvorrichtung mit wenigstens einer solchen Saugeinheit, mittels der Objekte, insbesondere vereinzelte Objekte aus einem Arbeitsprozess aufgenommen und wieder abgegeben werden können.

In zahlreichen industriellen Anwendungen, insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie, sind Produkte oder Objekte mit vorbestimmten Abmessungen für die Verpackung bereitzustellen. Oft werden Nahrungsmittel, wie Brot, Wurstwaren oder Käse in dünne Tranchen oder Scheiben aufgeteilt und verpackt. In anderen technischen Bereichen werden z.B. plattenförmige Werkstücke, wie Wafer, Platinen, Folien, Papier, Holzfurnier und dergleichen, hergestellt und zur Weiterverarbeitung bereitgestellt.

Die scheibenförmigen Objekte sind an einem Aufnahmeort schonend aufzunehmen und an einem Abgabeort unverändert, d.h. ohne Verformung, Beschädigung oder Kontamination, wieder abzugeben. Anstelle von mechanischen Greifwerkzeugen werden daher oft Saugvorrichtungen eingesetzt, die vorzugsweise nach dem Bernoulli-Prinzip arbeiten. Mechanische Greifwerkzeuge werden hingegen für die Handhabung von Objekten verwendet, die keine ebenen Flächen aufweisen.

Gemäss der DE202006016833U1 bestehen Bernoulli-Saugeinheiten üblicherweise aus einem achssymmetrischen Grundkörper, durch den ein gasförmiges Medium (Druckluft, Schutzgas, etc.) aus mindestens einer Düse in Richtung eines zu hebenden Objekts strömt. Beim Auftreffen auf das Objekt wird das gasförmige Medium zwischen der Objekteinheit und dem Grundkörper der Saugeinheit mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in radialer Richtung abgelenkt. Gemäss der Bernoulli-Gleichung sind die kinetische Energie und die spezifische Druckenergie stets konstant. Im Bereich der hohen Strömungsgeschwindigkeit resultiert daher ein entsprechend reduzierter Druck, mittels dessen das Objekt angesaugt wird.

Zur Verringerung der der Saugkraft entgegen wirkenden Druckkraft, die beim Auftreffen des Medienstroms auf das Objekt entsteht, wird bei bekannten Saugeinheiten der Medienstrom vor dem Auftreffen auf das Objekt in radialer Richtung umgelenkt. Es wird eine plattenförmige Umlenkeinheit vor das einströmende Gas gehalten, sodass dieses radial durch einen Ringspalt umgelenkt und seitlich weggeführt wird. In der DE202006016833U1 sind Saugeinheiten gezeigt, bei denen die plattenförmige Umlenkeinheit einstückig mit dem Grundkörper verbunden ist. Die Herstellung der Saugeinheit bzw. des Grundkörpers mit der einstückig darin integrierten Umlenkeinheit ist daher mit hohem Aufwand verbunden.

Zu beachten ist ferner, dass in Abhängigkeit der Kontur und Oberflächenbeschaffenheit der Objekteinheit Störungen bzw. Turbulenzen in der Luftströmung auftreten können, durch die sich der Druck zwischen der Saugeinheit und der Objekteinheit punktuell erhöhen kann. Objekte werden dadurch unter Umständen nicht sicher gehalten und können sich partiell von der Saugeinheit lösen. Dies führt insbesondere dann zu Problemen, wenn Objekte stückweise mit hohen Taktzyklen transportiert und abgelegt werden sollen und Eingriffe zur Korrektur unkorrekt abgelegter Objekte nicht möglich sind.

Weiter wurde festgestellt, dass bei relativ biegesteifen, leichten, plattenförmigen Objekten die Nutzung handelsüblicher Bernoulli- Saugeinheiten kaum Probleme bereitet. Instabile Objekte sind hingegen gefährdet, entweder beschädigt oder nicht prozessstabil gehandhabt zu werden. Sind Objekte infolge der auf sie einwirkenden Kräfte nicht formstabil und lassen sich z.B. zum Schwingen anregen, so ändern sich kontinuierlich ihre Kontur und in Folge die Strömung und die damit auf das Objekt einwirkenden Kräfte. Je nach Dämpfungseigenschaft des Gesamtsystems kommt es insbesondere bei dünnen und biegeweichen Objekten zu einem dynamischen Verhalten, welches einen prozessstabilen Handhabungsablauf verhindert. Gemäss der DE202006016833U1 wird eine funktionssichere Vereinzelung dünner, biegeweicher Objekte mit konventionellen Bernoulli- Saugeinheiten praktisch unmöglich. Zur Lösung dieses Problems ist in der DE202006016833U1 die Verwendung einer Blende vorgesehen, welche den Medienstrom von der Objekteinheit trennt und diesen zwischen der Blende und dem Körper der Saugeinheit kanalisiert. Die Verwendung einer solchen Blende hat auch Nachteile. Einerseits kann sich die Saugleistung reduzieren und andererseits neigen mit einer Blende versehene Saugeinheiten eher zur Ansammlung von Schmutzpartikeln, die mit entsprechendem Aufwand wieder zu beseitigen sind.

Gemäss der DE202006016833U1 kann bereits die Handhabung flacher Objekte Schwierigkeiten bereiten, weshalb für die Handhabung nicht-flacher Objekte bisher andere Greifvorrichtung oder Haltevorrichtungen verwendet wurden.

Zu beachten ist ferner, dass bei bekannten Saugeinheiten die Abgabe der gehaltenen Objekte nicht präzise erfolgt. Zur Abgabe einer Objekteinheit wird der Medienstrom unterbrochen, wodurch die Saugkraft relativ langsam abgebaut und das Objekt mehr oder weniger schnell freigegeben wird. Zudem werden die Objekte durch Schwerkraft an der Abgabestelle abgelegt. Somit erfolgt die Abgabe nicht zeitgenau und gegebenenfalls nicht ortsgenau. Aufgrund der verzögerten Abgabe der transportierten Objekte sind die Taktfrequenzen, mit denen die Objekte transportiert werden, zudem entsprechend begrenzt.

Zudem ist zu beachten, dass bei der Abgabe der Objekte durch Aufhebung der Saugkraft, typischerweise die Peripherie der gehaltenen Objekteinheit zuerst freigegeben und von der einwirkenden Schwerkraft von der Saugeinheit gelöst wird. Bei flexiblen Objekten kann dies zum Umbiegen oder gar Einrollen der Objekteinheit führen. Damit eine kontrollierte Abgabe möglich ist, muss die Saugeinheit am Abgabeort entsprechend ausgerichtet werden, bevor die Saugwirkung aufgehoben wird. Zur Vermeidung dieses Problems wird die Saugeinheit horizontal ausgerichtet und nahe an den Abgabeort heran geführt, wodurch jedoch wesentliche Einschränkungen in der Handhabung der Objekte resultieren. Zur Realisierung einer geordneten Abgabe von Objekten sind somit Maschinen und Roboter erforderlich, die komplexe Bewegungen ausführen können. Die Prozesse zur Handhabung der Objekte sind entsprechend anzupassen bzw. auf diese Arten der Handhabung einzuschränken.

Wie erwähnt, werden konventionelle Bernoulli-Saugeinheiten nur für plattenförmige Objekte eingesetzt, bei denen eine flächige Kontaktierung möglich ist. Für anderweitige Objekte werden üblicherweise mechanische Greifwerkzeuge eingesetzt, durch die die Objekte jedoch regelmässig beschädigt werden.

Insbesondere ist die Aufnahme von sehr feinen, gegebenenfalls langgestreckten, dünnen Objekten kaum möglich. Im Bereich der Chirurgie sind konventionelle Saugeinheiten daher kaum einsetzbar, um Objekte zu manipulieren, während Einwirkungen auf das behandelte Gewebe zu vermeiden sind.

Weiterhin ist zu beachten, dass das mittels der Saugeinheiten ausgestossene gasförmige Medium im Umgebungsbereich zu Turbulenzen führen kann, die störend auf wertvolles oder empfindliches Material einwirken können. Insbesondere pulverförmiges Material kann verwirbelt und abgestossen werden. Zudem können Staubpartikel angesaugt werden, welche die Saugeinheit verunreinigt und Wartungsarbeiten erfordern.

Nachteilig bei bekannten Saugeinheiten ist ferner, dass zu deren Betrieb ein hoher Luftdruck erforderlich ist, weshalb leistungsfähige Pumpen bereitgestellt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Saugeinheit, die nach dem Bernoulli-Prinzip arbeitet, zu schaffen. Ferner ist eine verbesserte Saugvorrichtung mit wenigstens einer solchen Saugeinheit zu schaffen.

Die Saugeinheiten sollen mit einem einfacher aufgebauten Grundkörper realisiert werden können. Auf eine z.B. plattenförmige Umlenkeinheit soll verzichtet werden können.

Erfindungsgemässe Saugeinheiten sollen es erlauben, Objekte, insbesondere vereinzelte Produkteinheiten, mit beliebigen Abmessungen und beliebiger Beschaffenheit sicher zu erfassen und in beliebiger Art kontrolliert abzugeben. Beschädigungen oder störende Deformationen der manipulierten Objekte sollen vermieden werden.

Insbesondere sollen flexible und weiche Objekte erfasst und kontrolliert abgegeben werden können. Weiterhin sollen Objekte, die nicht flach oder scheibenförmig ausgebildet sind, sicher erfasst und abgegeben werden können.

Probleme mit einem punktuellen Ablösen der Objekte von der Saugeinheit sollen vermieden werden. Vorzugsweise soll auch eine seitliche Verschiebung des angesaugten Objekts vermieden werden, sodass diese jeweils mit unveränderter Position transportiert und abgegeben werden kann.

Vereinzelte Objekte sollen mit hohen Taktzyklen korrekt an einem Aufnahmeort aufgenommen und an einem Abgabeort abgegeben werden können.

Störende Einwirkungen auf die manipulierten Objekte und deren Umgebung durch das verwendete gasförmige Medium sollen vermieden werden. Ebenso sollen Verunreinigungen der Saugeinheiten vermieden werden. Die Saugeinheiten sollen daher auch in schwierigem Umfeld, insbesondere in der Chirurgie, in der hohe Anforderungen an die Instrumente gestellt werden, vorteilhaft einsetzbar sein. Die Saugeinheiten sollen einfach und gründlich gereinigt und gewartet werden können.

Die Saugeinheiten sollen mit hoher Effizienz betrieben werden können, sodass zu deren Betrieb nur ein minimaler Luftdruck erforderlich ist und einfach ausgestaltete Druckluftvorrichtungen einsetzbar sind.

Diese Aufgabe wird mit einer Saugeinheit und einer Saugvorrichtung gelöst, welche die in Anspruch 1 bzw. 13 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Die Saugeinheit, die zum Ansaugen eines Objekts nach dem Bernoulli-Prinzip geeignet ist, umfasst einen Saugkörper mit einer daran anschliessenden Saugplatte, die eine vom Saugkörper abgewandte Frontseite aufweist, sowie wenigstens einen Eintrittskanal, durch den ein gasförmiges Medium durch den Saugkörper zur Frontseite der Saugplatte in einen Umlenkkanal einführbar ist, der einerseits durch die Frontseite der Saugplatte und andererseits durch einen Umlenkkopf einer Umlenkeinheit oder der einerseits durch die Frontseite der Saugplatte und andererseits beim Ansaugen des Objekts durch das Objekt begrenzt ist, und durch den das gasförmige Medium nach aussen führbar ist.

Erfindungsgemäss weist die Saugplatte in der Mitte eine Umlenkkammer auf, an die einerseits der wenigstens eine Eintrittskanal und andererseits mehrere in die Saugplatte eingesenkte Saugkanäle anschliessen, die gegen den Rand der Saugplatte verlaufen.

Durch die Saugkanäle, die durch eine angesaugte Objekteinheit einseitig abgeschlossen werden, kann das gasförmige Medium von der Umlenkkammer nahezu laminar nach aussen strömen, wodurch in den Saugkanälen eine zuverlässige und ungestörte Strömung und ein entsprechend reduzierter Druck resultieren. Durch die Anordnung von Saugkanälen bzw. die Gewährleistung eines weitgehend ungestörten Medienflusses in den Saugkanälen ergeben sich verschiedene Vorteile.

Da die Saugkanäle stets freigehalten sind, ist bereits bei relativ geringem Druck ein hoher Medienstrom gewährleistet. Es ist daher kein hoher Luftdruck erforderlich, um die Saugwirkung zu erzielen, weshalb anstelle eines Druckluftaggregats auch ein konventioneller Ventilator als Förderungsmittel für das gasförmige Medium einsetzbar ist. Durch die Saugkanäle wird bei Annäherung an das aufzunehmende Objekt stets ein seitlicher Medienstrom sichergestellt. Auf die Anordnung einer Umlenkeinheit, die unabhängig von der Anwesenheit eines Produkts innerhalb der Umlenkkammer, z.B. innerhalb eines Ringspalts, für einen hohen Medienfluss und eine entsprechende Druckreduktion sorgt, kann somit verzichtet werden.

Eine Umlenkeinheit mit einem Umlenkkopf wird lediglich optional eingesetzt, falls ein Unterdrück unabhängig von der Annäherung an ein anzusaugendes Objekt in der Umlenkkammer erwünscht ist. Die Umlenkeinheit kann einstückig mit dem Saugkörper verbunden oder in diesen einsetzbar sein. Beispielsweise wird ein Montagekanal vorgesehen, in den ein Montageelement einer Umlenkeinheit verankert, z.B. eingepresst oder eingeschraubt, werden kann. Der Anwender kann in diesem Fall die Saugeinheiten wahlweise mit einer Umlenkeinheit nachrüsten. Vorzugsweise wird ein Montagekanal vorgesehen, der an einen Einlasskanal für das gasförmige Medium anschliesst, welcher Einlasskanal durch das Montageelement der Umlenkeinheit abgeschlossen wird. Oberhalb des Montageelements verzweigen innerhalb des Einlasskanals die Eintrittskanäle, von denen vorzugsweise sechs vorgesehen sind. Der Einlasskanal kann auch in zwei Teile unterteilt werden, die durch einen Teil des Saugkörpers voneinander getrennt sind.

Der vorzugsweise achssymmetrisch ausgebildete Umlenkkopf weist auf der der Saugplatte zugewandten Seite vorzugsweise eine umlaufende nutförmige Vertiefung auf, die vorzugsweise gerundet gegen den Rand des Umlenkkopfs verläuft. Bei dieser Ausgestaltung weist die achssymmetrisch ausgebildete Umlenkeinheit in einem Längsschnitt durch die Rotationsachse einen zumindest annähernd ankerförmigen Querschnitt auf. Durch den Umlenkkopf wird der Medienstrom dadurch kontrolliert in den Umlenkkanal eingeführt.

Ein angesaugtes Objekt wird entlang den Saugkanälen unabhängig von der Oberflächenbeschaffenheit des Objekts zuverlässig gegen die Saugplatte gezogen und fixiert. Nachdem das Objekt mittels des Unterdrucks in den Saugkanälen gehalten wird, kann der weitere Medienstrom, der ausserhalb der Saugkanäle zwischen der Saugplatte und der angesaugten Objekteinheit verläuft, ungestört seine Wirkung entfalten, sodass das Objekt ganzflächig zuverlässig angesaugt wird. Es wird somit vermieden, dass flexible flächige Objekte nur teilweise erfasst werden und sich wieder lösen können. Vorzugsweise sind mehrere vorzugsweise gleichmässig voneinander beanstandete Saugkanäle vorgesehen, die radial, mit gleicher Neigung oder entlang einer Kurve eingesenkt in die Saugplatte nach aussen verlaufen. Mit drei Saugkanälen wird normalerweise ein optimales Ergebnis erzielt. Durch die drei Saugkanäle wird das Objekt zuverlässig fixiert, wonach der ausserhalb der Saugkanäle verlaufende Medienstrom seine Wirkung entfalten kann. Ausserhalb der Saugkanäle liegt das Objekt nur getrennt durch einen dünnen Film des bewegten Mediums an der Saugplatte an, weshalb dort eine hohe Saugkraft entfaltet wird.

Der Querschnitt der Saugkanäle kann über die gesamte Länge der Saugkanäle konstant sein. Der Kanalquerschnitt der Saugkanäle kann sich von innen nach aussen auch vergrössern oder reduzieren, z.B. um einen Faktor, der vorzugsweise im Bereich von 2-10 liegt. Die Kanalhöhe oder die Kanaltiefe können dabei variieren oder konstant sein. Die Kanalhöhe anschliessend an die Umlenkkammer kann auch der Höhe der Umlenkkammer entsprechen, sodass der Übergang von der Umlenkkammer in die Saugkanäle stufenlos erfolgt. Vorzugsweise ist die Breite der Saugkanäle konstant. Durch die Änderung des Kanalquerschnitts wird bewirkt, dass die Saugkanäle an der der Umlenkkammer zugewandten Seite nur einen geringen Kanalquerschnitt aufweisen, wodurch verhindert wird, dass der Medienstrom hauptsächlich durch die Saugkanäle abgeleitet wird. In der Folge vergrössert sich der Kanalquerschnitt, wodurch das Medium ungehindert strömen und seine Wirkung entfalten kann. Durch Änderung des Kanalquerschnitts, des Verlaufs und der Ausgestaltung der Saugkanäle kann der Medienfluss und der Saugdruck an die manipulierten Objekte angepasst werden.

In einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung sind mehrere, vorzugsweise sechs, Eintrittskanäle vorgesehen, die vorzugsweise in gleichen Abständen zueinander angeordnet sind und vorzugsweise in die Umlenkkammer eintreten. Vorzugsweise ist je einer der Eintrittskanäle einem Saugkanal zugewandt, sodass die Strömung durch den Saugkanal leichter aufgebaut werden kann.

Die Eintrittskanäle verlaufen vorzugsweise, z.B. wie Kanten einer Pyramide, gegen die Saugplatte hin nach aussen geneigt und entfernen sich stetig von der Zentralachse bis sie die Frontseite der Saugplatte erreichen.Auf diese Weise erfolgt bereits eine Umlenkung des Medienstroms. Zusätzlich lassen sich die Eintrittskanäle im Falle einer Verschmutzung relativ einfach reinigen. Grundsätzlich können die Eintrittskanäle auch entlang Kurve nach aussen laufen. Beispielsweise können gerade oder entlang einer Kurve verlaufende Röhren oder Freihalter in den Saugkörper eingebettet werden, um Eintrittskanäle mit beliebigen Formen zu realisieren.

Die geneigte Anordnung der Eintrittskanäle bzw. durch die teilweise Umlenkung des gasförmigen Mediums bereits innerhalb des Saugkörpers erlaubt den Betrieb der Saugeinheit mit reduziertem Druck, weshalb anstelle eines Druckluftaggregats auch ein konventioneller Ventilator als Förderungsmittel für das gasförmige Medium einsetzbar ist. Durch eine höhere Anzahl von vorzugsweise gleichmässig verteilten Eintrittskanälen kann der Druckbedarf weiter reduziert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung verlaufen mehrere Auslasskanäle durch den Saugkörper zu Auslassöffnungen. Die Auslassöffnungen sind innerhalb der Saugkanäle oder ausserhalb der Saugkanäle oder innerhalb und ausserhalb der Saugkanäle angeordnet. Bei der Abgabe der Objekte wird der Medienstrom durch die Eintrittskanäle unterbrochen, sodass die Saugwirkung abgebaut und das Objekt von der Saugeinheit gelöst wird. Zur Beschleunigung dieses Prozesses wird ein Medienstrom durch die Auslassöffnungen abgegeben, der das Objekt von der Saugplatte wegstösst. Der Abgabevorgang kann daher auf eine extrem kurze Zeitspanne im Bereich von Millisekunden verkürzt werden. Auf diese Weise kann die Abgabe kontrolliert in beliebigen Lagen der Objekteinheit erfolgen, ohne dass diese sich deformieren, z.B. falten oder einrollen kann. Bei gleichmässiger Verteilung der Auslassöffnungen kann somit bewirkt werden, dass selbst sehr flexible Objekte in einer Ebene ausgerichtet abgestossen werden können. Die kontrollierte und schnelle Abgabe der Objekte, die von einer Steuereinheit durch Betätigung von Ventilen, mittels denen die Medienströme zugeschaltet oder abgeschaltet werden, steuerbar ist, erlaubt es ferner, die Taktrate wesentlich zu erhöhen, mit der Objekte an einem Aufnahmeort aufgenommen und an einem Abgabeort wieder abgegeben werden.

In weiteren bevorzugten Ausgestaltungen ist die Saugplatte lamellenförmig und flexibel ausgebildet, sodass sie sich unter dem auftretenden Unterdrück, der zwischen einem angesaugten Objekt und der Saugplatte auftritt, deformieren und an das flächige und gegebenenfalls flexible Objekt anpassen kann. Unebenheiten der Objekteinheit können dadurch von der elastischen Saugplatte kompensiert werden, die entsprechend deformiert wird. Die Saugplatte kann einstückig mit dem Saugkörper verbunden oder mit diesem verbindbar, gegebenenfalls verschraubbar sein. Bevorzugt ist die Saugplatte einstückig mit dem Saugkörper verbunden und durch eine umlaufende Nut von diesem getrennt. Die umlaufende Nut (siehe Fig. 4) kann auch dazu dienen, die Saugeinheit mittels eines Arretierteils innerhalb einer Aufnahmekämmer zu halten (siehe Fig. 2e).

In vorzugsweisen Ausgestaltungen können auch mehrere Umlenkkammer mit oder ohne Umlenkköpfe vorgesehen werden, von denen wenigstens einem drei oder mehrere Saugkanäle zugeordnet sind, die gerade oder entlang einer Kurve verlaufend in die Saugplatte eingesenkt sind.

Vorzugsweise sind mehrere Umlenkkammern, von denen wenigstens einer ein Umlenkkopf zugeordnet ist, und mehrere Saugkanäle vorgesehen. Die Saugkanäle sind wenigstens einer Umlenkkammer oder mehreren Umlenkkammern zugeordnet und gerade oder sind entlang einer Kurve verlaufend in die Saugplatte eingesenkt. Die Saugkanäle können z.B. nur an eine Umlenkkammer anschliessen.

Jeder Umlenkkammer sind vorzugsweise mehrere Eintrittskanäle zugeordnet, die in regelmässigen oder in unregelmässigen Abständen zueinander angeordnet sind und die innerhalb des Saugkörpers geneigt nach aussen zur Saugplatte hin verlaufen.

Der Saugkörper ist einstückig oder mehrere Saugkörpermodule umfassend modular aufgebaut.

In vorzugsweisen Ausgestaltungen ist zumindest der Rand der aus einem elastischen Material gefertigten Saugplatte lamellenförmig und flexibel ausgebildet.

Wie eingangs beschrieben wurde, werden nach dem Bernoulli-Prinzip arbeitende Saugeinheiten nur für die Aufnahme von flachen Objekten verwendet. Insbesondere in der Nahrungsmittelindustrie sind die Manipulation und das schonende Halten von Objekten, z.B. Confiserie- Artikel, Früchte und Nüsse oder Teile davon, die keine ebenen Flächen aufweisen, von besonderer Bedeutung. Solche Objekte wurden bisher mit mechanischen Greifern erfasst und manipuliert. In der Chirurgie z.B. sind oft kleine Objekte, wie Nadeln und Splitter, zu erfassen, ohne dass auf das umliegende Gewebe störend eingewirkt wird. Insbesondere soll das Gewebe nicht verunreinigt werden. Weiterhin soll das Eindringen von Verunreinigungen, wie Gewebereste, Staub und dergleichen, in die Saugeinheit vermieden werden.

Zur Lösung dieser Probleme ist vorgesehen, dass anschliessend an die Saugplatte, gegebenenfalls beabstandet oder durch vereinzelte Öffnungen getrennt davon, ein Saugkorb vorgesehen ist, der einen Aufnahmekanal umschliesst, in den ein Objekt eingesaugt werden kann. Der Saugkorb ist gegebenenfalls mit Wandöffnungen versehen, welche einen Medienfluss auch dann gewährleisten, wenn die Kanalöffnung verschlossen ist.

Der Saugkorb bewirkt, dass ein angesaugtes Objekt vom gasförmigen Medium umströmt wird. Selbst wenn ein unregelmässig geformter Körper, wie z.B. eine Haselnuss, angesaugt wird, wird dieser vom gasförmigen Medium mit hoher Fliessgeschwindigkeit durchströmt, weshalb sich wiederum ein Unterdrück aufbaut, mittels dessen das Objekt sicher gehalten werden kann.

Die Strecke, entlang der das gasförmige Medium mit hoher Geschwindigkeit fliesst, ist bei Verwendung eines Saugkorbs, gegebenenfalls in Verbindung mit der nachstehend beschriebenen Saugglocke sehr lang, weshalb ein Unterdrück über einen grossen Bereich und mit hoher Wirkung erzielt wird. Auch bei Verwendung eines Saugkorbs, gegebenenfalls in Verbindung mit der Saugglocke, ist anstelle eines Druckluftaggregats auch ein konventioneller Ventilator als Förderungsmittel für das gasförmige Medium einsetzbar.

Sowohl die Gewährleistung des Medienflusses durch die Saugkanäle, die teilweise Umlenkung des Medienflusses innerhalb des Saugkörpers durch die Eintrittskanälen und, sofern vorhanden die Realisierung eines Saugkorbs, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Saugglocke, gewährleisten somit die Realisierung einer Saugeinheit, die mit tiefem Druck, der z.B. von einem Gebläse oder Ventilator erzeugt wird, arbeiten kann. Ich

Der Aufnahmekanal weist eine Kanalöffnung auf, die derart ausgebildet ist, dass vereinzelte Objekte dadurch in den Aufnahmekanal einführbar oder am Rand der Kanalöffnung fixierbar sind.

Die Dimensionen des vorzugsweise transparenten Saugkorbs, insbesondere Länge und Breite, oder die Dimensionen der Kanalöffnung bzw. des Kanaleingangs des Saugkanals werden vorzugsweise an die zu transportierenden Objekte angepasst. Der Saugkorb kann daher z.B. eine zylindrisch Form, eine konische Form, eine Form mit rechteckigem oder polygonalem Querschnitt aufweisen. Der Saugkorb kann auch Kombinationen der genannten Formen aufweisen und z.B. nur ausgangsseitig konisch geformt sein. Der Saugkanal kann regelmässig, unregelmässig, symmetrisch oder asymmetrisch ausgebildet sein, sodass Objekte in einer beliebigen Lage oder nur in einer bestimmten Lage erfasst werden können. In der Nahrungsmittelindustrie spielt es unter Umständen keine Rolle, wie ein Objekt ausgerichtet ist. In der Chirurgie oder auch in der Halbleitertechnik kann die Ausrichtung eines Objekts hingegen zwingend vorgegeben werden. Länge und Breite des Saugkorbs sind derart gewählt, dass ein Objekt zumindest teilweise in die Kanalöffnung eintreten kann. Die Länge des Saugkorbs kann daher auch nur einige Millimeter oder einige Zentimeter betragen. Beispielsweise sind die Dimensionen des Saugkorbs an Nahrungsmittelobjekte, wie Nüsse, Früchte, oder Teile davon angepasst. Sofern der Saugkorb lösbar montiert ist, kann jeweils ein passender Saugkorb montiert werden. Ein Chirurg wird einen Saugkorb wählen, der an den entsprechenden Arbeitsprozess, aufzunehmendes Gewebe oder Werkzeuge angepasst ist.

Mit einer Saugeinheit in dieser vorzugsweisen Ausgestaltung können Objekte mit beliebigen Formen schonend erfasst und transportiert werden.

Durch die Verwendung des Saugkorbs verbessert sich zudem die Effizienz der Saugeinheit, die mit geringerem Druck betrieben werden kann.

Die Effizienz der Saugeinheit kann weiter verbessert werden, indem der Saugkörper mit einer Saugglocke verbunden oder verbindbar ist, die den Saugkörper getrennt durch einen Rückführkanal umschliesst, der auf einer Seite in den an der Saugglocke vorgesehenen Saugkorb und auf anderer einer anderen Seite in wenigstens eine Auslassöffnung einmündet, die gegebenenfalls in der Wand der Saugglocke vorgesehen ist.

Das Medium wird durch den Rückführkanal zurückgeführt und gegebenenfalls wieder der Druckluftvorrichtung zugeführt, sodass ein zumindest teilweise geschlossener Kreislauf resultiert. Da das gasförmige Medium im Kreislauf stets in Bewegung ist, ist zu dessen Förderung nur noch wenig Energie erforderlich, die von einem einfachen Gebläse geliefert werden kann, welches das zirkulierte Medium fördert, um den Medienfluss konstant zu halten.

Durch die Zirkulation des gasförmigen Mediums wird zudem dessen Strömungsverhalten verbessert. Verwirbelungen und ein Strömungsabriss werden reduziert bzw. vermieden, sodass sich eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit und ein erhöhter Druck ausbilden können.

Durch die Verwendung der Saugglocke wird dabei nicht nur die Effizienz der Saugeinheit weiter erhöht, sondern es werden weitere Vorteile erzielt. Durch die kontrollierte Rückführung des Mediums werden störende Einwirkungen auf die Umgebung, wie Verwirbelungen von Objektpartikeln oder Gewebepartikeln oder unerwünschte Strömungen entlang des behandelten Gewebes bei einem chirurgischen Eingriff, vermieden. Ferner wird weitgehend vermieden, dass Partikel aus dem Produktionsprozess oder Verunreinigungen in die Saugeinheit eindringen können.

Vorzugsweise ist in der Saugeinheit ein Filter vorgesehen, welches verhindert, dass Verunreinigungen mit dem Medienstrom zirkuliert werden.

Der Saugkorb ist mit der Saugplatte bzw. dem Saugkörper und/oder der Saugglocke vorzugsweise einstückig verbunden oder wahlweise verbindbar. Der Saugkorb kann mit dem Saugkörper verschraubt, durch einen Presssitz oder anderweitig verbunden werden. Beispielsweise umfasst der Saugkorb einen Ringflansch mit einem Innengewinde, der auf ein Aussengewinde am Saugkörper aufgesetzt werden kann.

Die Saugglocke kann mit dem Saugkörper oder einer gegebenenfalls damit verbundenen Montageplatte einstückig oder durch Schrauben verbunden oder mittels angeformten Verbindungselementen, wie Gewindeelementen oder Elementen eines Bajonettverschlusses, verbunden sein. Auf diese Weise wird ein Schnellverschluss realisiert, der es erlaubt, die Saugglocke zu entfernen, um die Saugeinheit zu reinigen oder um eine andere Saugglocke aufzusetzen, die an die manipulierten Objekte angepasst ist oder mit der die Dimensionierung der Luftkanäle oder der zirkulierte Luftstrom angepasst wird.

Das Ansaugen von Objekten wird erleichtert, wenn diese zentral gehalten und entlang der Mittelachse der Saugeinheit angesaugt werden. Die Saugeinheiten werden daher vorzugsweise mit einer Zentrierungsvorrichtung versehen, die es erlaubt, eine angesaugte Objekteinheit gegen die Zentralachse der Saugeinheit zu führen und zentralisiert zu halten. Die Zentriereinheit kann mit dem Saugkörper und/oder der Umlenkeinheit, sofern vorgesehen, und/oder dem Saugkorb, sofern vorgesehen, und/oder der Saugglocke, sofern vorgesehen, verbunden sein. Die Zentrierungsvorrichtung kann aus demselben Material wie der Grundkörper, der Saugkorb, die Umlenkeinheit oder die Saugglocke gefertigt sein. Ferner kann die Zentrierungsvorrichtung aus beliebigen Materialien, wie Metall und Kunststoff gefertigt sein.

Erfindungsgemässe Saugvorrichtungen weisen eine oder mehrere erfindungsgemässe Saugeinheiten mit einem Saugkorb und/oder ohne einen Saugkorb auf und umfassen vorzugsweise eine Antriebsvorrichtung, gegebenenfalls einen Roboter, mittels dessen die Saugeinheiten zwischen wenigstens einem Aufnahmeort und wenigstens einem Abgabeort bewegbar sind. Die Antriebsvorrichtung, die elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben ist, ist vorzugsweise mittels einer Steuereinheit steuerbar, sodass die Arbeitsprozesse, in die die Saugeinheiten eingebunden sind, automatisch ablaufen können. Die Steuereinheit kann mit Sensoren verbunden sein, mittels denen die Arbeitsprozesse überwacht und die Prozessschritte zeitlich korrekt gesteuert werden können. Vorzugsweise werden die Prozesse bzw. die Objekte, die vorzugsweise von ganz oder teilweise transparenten Saugeinheiten gehalten werden, durch Kameras überwacht.

In vorzugsweisen Ausgestaltungen umfasst die Saugvorrichtung wenigstens eine Verteilvorrichtung, die vorzugsweise in der Art eines Quaders, eines Zylinders oder eines Zylindersegments ausgebildet ist, und die mehrere vorzugsweise gleichmässig verteilt angeordnete Saugeinheiten hält, denen Druckluft gemeinsam über wenigstens einen Verteilkanal oder individuell über wenigstens eine Druckleitung zuführbar ist.

Vorzugsweise umfasst die Verteilvorrichtung mehrere Aufnahmekämmern, die je durch wenigstens eine Kammeröffnung gegen den Verteilerkanal geöffnet sind und in denen je eine Saugeinheit angeordnet ist, die durch ein Dichtungselement, z.B. einen Dichtungsring dicht abschliessend am Rand der Kammeröffnung anliegt. Die Saugeinheiten können daher beliebig in den Aufnahmekämmern montiert und an den Verteilkanal angeschlossen werden. Vorzugsweise ist ein Arretierelement, z.B. in der Ausgestaltung einer Klammer, vorgesehen, das in die Aufnahmekämmer einschiebbar und mit dem Saugkörper der Saugeinheit formschlüssig derart verbindbar ist, dass die Saugeinheit gegen das Dichtungselement angepresst wird. Durch Entfernen bzw. Herausziehen des Arretierelements kann jede der Saugeinheiten in einfacher Weise entfernt, gereinigt und wieder eingesetzt werden.

In vorzugsweisen Ausgestaltungen ist vorgesehen, dass ein gasförmiges Medium wahlweise über einen ersten Verteilkanal oder je eine erste Druckleitung in die Eintrittskanäle der Saugeinheiten einführbar ist. In weiteren vorzugsweisen Ausgestaltungen ist das gasförmige Medium zusätzlich wahlweise über einen zweiten Verteilkanal oder je eine zweite Druckleitung in die Auslasskanäle der Saugeinheiten einführbar.

Mittels der Steuereinheit können Ventile derart gesteuert werden, dass das gasförmige Medium wahlweise in den gewünschten Zeitintervallen in die Eintrittskanäle und/oder in die Auslasskanäle eingeführt wird. Vorzugsweise ist in der Steuereinheit ein Steuerprogramm vorgesehen, welches die Antriebsvorrichtung, mit der die Saugeinheiten bewegt werden und die Medienströme, mittels denen Objekte an die Saugeinheiten angekoppelt oder davon entkoppelt werden, steuerbar sind.

Der Saugkörper, die Saugplatte, sofern vorhanden der Saugkorb, die vorzugsweise einstückig miteinander verbunden sind, und/oder die Umlenkeinheit sind vorzugsweise aus einem elastischen oder transparenten oder aus einem elastischen und transparenten Material, wie Acryl, gefertigt. Durch die Verwendung des transparenten Materials bleiben die von den Saugeinheiten angesaugten Objekte sichtbar und können von einer Kamera hinsichtlich ihres Zustands, ihrer Abmessungen und ihrer Ausrichtung mittels einer Kamera überwacht werden. Bilddaten der Kamera werden z.B. in der Steuereinheit ausgewertet, gegebenenfalls mit Mustern verglichen, sodass fehlerhafte Objekte aussortiert werden können. Beispielsweise werden fehlerhafte Objekte weitertransportiert und an einer Sammelstelle durch Aufhebung des Saugdrucks fallen gelassen und/oder mittels Druckluft ausgestossen.

Saugkörper und/oder der Umlenkeinheit, sofern vorgesehen, und/oder dem Saugkorb, sofern vorgesehen, und/oder der Saugglocke, sofern vorgesehen, können ausgleichen oder unterschiedlichen Materialien, wie Metall oder Kunststoff, gefertigt sein. Beispielsweise kann der Saugkörper aus Kunststoff gefertigt und mit einem Saugkorb oder einer Saugglocke aus Kunststoff oder Metall verbunden oder verbindbar sein.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Schneidevorrichtung 9 und eine symbolisch dargestellte erfindungsgemässe Saugvorrichtung 1 mit erfindungsgemässen Saugeinheiten 10, die mittels einer Antriebsvorrichtung 5 bewegbar sind, um Objekte aufzunehmen, die von der Schneidevorrichtung 9 bereitgestellt werden;

Fig. 2a einen Teil der Schneidevorrichtung 9 sowie der Saugvorrichtung 1 von Fig. 1 mit Saugeinheiten 10, mittels denen abgetrennte scheibenförmige Objekte P erfasst und zu einem Abgabeort transportiert werden können;

Fig. 2b eine erfindungsgemässe Saugvorrichtung 1 mit mehreren in einer Verteilvorrichtung 2 angeordneten Saugeinheiten 10, denen Druckluft über wenigstens ein Ventil 72 zuführbar ist, das von einer Steuereinheit 8 über eine symbolisch gezeigte Steuerleitung 87 ansteuerbar ist;

Fig. 2c eine der Saugeinheiten 10 in vergrösserter Darstellung mit einer Saugplatte 11 und einer darin angeordneten Umlenkeinheit 12, mittels der ein zugeführtes gasförmiges Medium seitlich bzw. radial über die Saugplatte 11 umgelenkt wird;

Fig. 2d die Umlenkeinheit 12 von Fig. 2c, die als Rotationskörper ausgebildet ist und dazu einen Umlenkkopf 121 aufweist, an den ein Montageelement 122 anschliesst;

Fig. 2e einen Schnitt durch die Verteilvorrichtung 2 von Fig. 2a nach Entfernung einer der Saugeinheiten 10 aus einer Aufnahmekämmer 21 der Verteilvorrichtung 2, die durch eine Kammeröffnung 210 an einen Verteilerkanal 20 angeschlossen ist;

Fig. 2f eine Umlenkeinheit 12 mit einem Umlenkkopf 121, dessen Unterseite konkav ausgebildet ist, um ein angesaugtes Objekt teilweise aufnehmen zu können;

Fig. 2g eine Umlenkeinheit 12 mit einem Umlenkkopf 121, dessen Oberseite gerade ausgebildet und mit radial verlaufenden Vertiefungen 120 versehen ist; Fig. 2h eine Umlenkeinheit 12 mit einem Umlenkkopf 121, dessen Oberseite gerade ausgebildet ist;

Fig. 3a eine erfindungsgemässe Saugeinheit 10 in einer vorzugsweisen Ausgestaltung mit einem Saugkörper 16, der eine Saugplatte 11 hält oder einstückig damit verbunden ist, in der drei radial ausgerichtete und um 120° gegeneinander verschobene Saugkanäle 111 vorgesehen sind, in denen die Auslassöffnungen 140 von Auslasskanälen 14 angeordnet sind;

Fig. 3b die Saugeinheit 10 von Fig. 3a in Schnittdarstellung;

Fig. 3c die Saugeinheit 10 von Fig. 3a in Schnittdarstellung mit drei zusätzlichen Umlenkeinheiten 12A, 12B und 12C;

Fig. 3d einen Teil der Saugeinheit 10 von Fig. 3c in Schnittdarstellung;

Fig. 4 eine Saugeinheit 10 mit einem Saugkörper 16, in dem

Eintrittskanäle 13 und Auslasskanälen 14 und Auslassöffnungen 140, die zwischen den Saugkanälen 111 liegen, und einer Zentralbohrung, die durch eine Zwischenwand 130C in einer Einlasskanal 130A und Montagekanal 130B unterteilt ist, welcher der optionalen Montage der gezeigten Umlenkeinheit 12 dient;

Fig. 5a die Saugeinheit 10 von Fig. 3a mit einer lamellenförmigen elastischen Saugplatte 11;

Fig. 5b die Saugeinheit 10 von Fig. 5a in Schnittdarstellung;

Fig. 5c einen Teil einer vorzugsweise ausgestalteten Saugeinheit 10 mit Saugkanälen 111, deren Querschnitt über die gesamte Länge zumindest annähernd konstant ist;

Fig. 6a eine Saugeinheit 10 in Schnittdarstellung mit einer Saugplatte 11, an die ein Saugkorb 161 anschliesst, der einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal 1600 umschliesst, mit zwölf mit einem Einlasskanal 130 verbundenen Eintrittskanälen 13, die direkt in den Randbereich des Aufnahmekanals 1600 gerichtet sind, wobei keine Umlenkeinheit vorgesehen ist;

Fig. 6b eine Saugeinheit 10 gemäss Fig. 6a in Schnittdarstellung mit einer Saugplatte 11, die mit einer Umlenkeinheit 12 versehen ist und an die ein Saugkorb 161 anschliesst, der optional eine oder mehrere Wandöffnungen 160 aufweist und einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal 1600 umschliesst;

Fig. 6c eine Saugeinheit 10 z.B. gemäss Fig. 3a, die mit einer

Zentrierungsvorrichtung 4 versehen ist, die mit der Umlenkeinheit 12 verbunden ist und die erlaubt, eine angesaugte Objekteinheit P gegen die Zentralachse x der Saugeinheit 10 bzw. der Umlenkeinheit 12 zu führen und zentralisiert zu halten;

Fig. 6d eine Saugeinheit 11 mit einem Saugkorb 161, der einen

Aufnahmekanal 1600 ohne Wandöffnungen umschliesst, und mit einer optional vorgesehenen Zentrierungsvorrichtung 4 gemäss Fig. 6c versehen ist;

Fig. 6e die Saugeinheit 10 von Fig. 6d mit einer einfacher ausgestalteten Zentrierungsvorrichtung 4, die drei gleichmässig beabstandete und entlang einer Konusfläche ausgerichtete stabförmige Zentrierungselemente 41 aufweist, die vom

Umlenkelement 12 gehalten werden;

Fig. 6f die Saugeinheit 10 von Fig. 6d mit einer Zentrierungsvorrichtung 4, die drei gleichmässig beabstandete und entlang einer Konusfläche ausgerichtete drahtförmige oder seilförmige Zentrierungselemente 41 aufweist, die einerseits vom

Umlenkelement 12 und andererseits vom ausgangsseitigen Rand des Saugkorbs 161 gehalten sind;

Fig. 6g die Saugeinheit von Fig. 6f mit einem Montageelement 1211 am Umlenkkopf 121 der Umlenkeinheit 12, an dem die

Zentrierungselemente 41 befestigt sind; Fig. 6h die Saugeinheit 10 von Fig. 6d mit einer gitterförmigen Zentrierungsvorrichtung 4;

Fig. 6i die Saugeinheit 10 von Fig. 6d mit einer Zentrierungsvorrichtung 4, die drei gleichmässig beabstandete und entlang einer Konusfläche ausgerichtete Zentrierungselemente 41 aufweist, die vom ausgangsseitigen Rand des Saugkorbs 161 gehalten werden;

Fig. 6j die Saugeinheit 10 von Fig. 6d ausgerüstet mit einem

Halteflansch 1615, der einen Flanschring 44 mit einer

Zentrierungsvorrichtung 4 hält, die ein blattförmiges Halteelement 4100 umfasst;

Fig. 6k eine vorzugsweise modular aufgebaute Saugeinheit 10 mit mehreren Saugeinheiten 10 gemäss einer der Figuren 6a bis 6j in Schnittdarstellung;

Fig. 61 eine Saugeinheit 10 gemäss Fig. 6b in Schnittdarstellung mit einer Saugplatte 11, in die noch eine Umlenkeinheit 12 oder lediglich ein Dichtungszapfen 122 einzusetzen ist und an die ein Saugkorb 161 anschliesst, der optional eine oder mehrere Wandöffnungen 160 aufweist und einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal 1600 umschliesst, der zur Aufnahme von Gegenständen entsprechende Einformungen 1611, 1612 aufweist;

Fig. 7a eine Saugvorrichtung 1 mit zwei Saugrädern 1A, 1B, die peripher mit Saugeinheiten 10 gemäss einer der Figuren Fig. 6a - 6k bestückt sind und von denen Objekte P an einem Aufnahmeort aufgenommen und an einem Abgabeort an eine Fördervorrichtung 900 abgegeben sind;

Fig. 7b einen Teil der Saugvorrichtung 1 von Fig. 7a mit dem zweiten Saugrad 1B, von dem Objekte P an Transporteinheiten 61 der Fördervorrichtung 900 abgegeben werden; Fig. 8a in Explosionsdarstellung eine Saugeinheit 10 mit einer

Montageplatte 168, dem Saugkörper 16 und einer Saugglocke 6, an die ein Saugkorb 161 anschliesst

Fig. 8b die zusammengebaute Saugeinheit 10 von Fig. 8a mit dem

Saugkörper 16, der in die Montageplatte 168 eingesetzt ist und der Saugglocke 6, die den Saugkörper 16 getrennt durch einen Rückführkanal 60 umschliesst und die mit der Montageplatte 168 verbunden ist;

Fig. 9a die Saugeinheit 10 von Fig. 8a mit dem Saugkörper 16, der durch den mit Wandöffnungen 160 versehenen Saugkorb 161 mit der

Saugglocke 6 einstückig verbunden ist;

Fig. 9b die zusammengebaute Saugeinheit 10 von Fig. 9a;

Fig. 10a die Saugeinheit 10 von Fig. 8a mit dem Saugkörper 16, der einstückig mit der Montageplatte 168 verbunden ist;

Fig. 10b die zusammengebaute Saugeinheit 10 von Fig. 10a;

Fig. 11a die Saugeinheit von Fig. 10a mit einer Saugglocke 6, die einen konisch geformten Saugkorb 161 mit einer kleinen Kanalöffnung 1610 zum Erfassen kleiner Objekte aufweist;

Fig. 11b eine Saugvorrichtung 1 mit der Saugeinheit von Fig. 11a mit einer schlitzförmigen Kanalöffnung 1610, die an ein stabförmiges Objekt bzw. an eine stabförmige Objekteinheit P angepasst ist;

Fig. 11c die Kanalöffnung 1610 der Saugeinheit 10 von Fig. 10a in vergrösserter Darstellung.

Fig. 12a die Saugeinheit von Fig. 11a mit einer Saugglocke 6, die an der Innenseite mehrere Trennelemente 1601 aufweist, die nach der Montage der Saugglocke 6 an den Saugkörper 16 anschliessen und Wandöffnungen 160 begrenzen; Fig. 12b die zusammengebaute Saugeinheit 10 von Fig. 12a;

Fig. 13 die Saugeinheit 10 von Fig. 10a mit einer Saugglocke 6 die durch einen Bajonettverschluss mit Verschlusselementen 69, 169 mit der Montageplatte 168 verbindbar ist;

Fig. 14 die Saugeinheit 10 von Fig. 10a mit einer Saugglocke 6, die durch einen Schraubverschluss mit Verschlusselementen 69, 169 mit der Montageplatte 168 verbindbar ist;

Fig. 15 eine Saugeinheit 10 gemäss Fig. 6a, optional jedoch mit einer Umlenkeinheit 12, in Schnittdarstellung mit einem Saugkorb 161, der einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal 1600 umschliesst und der oben an die Saugplatte 11 und unten an eine Ringplatte 15, die untere Saugkanäle 115 aufweist, anschliesst; und

Fig. 16 eine Saugeinheit 10 gemäss Fig. 6b, optional jedoch mit einer Umlenkeinheit 12, in Schnittdarstellung mit einem Saugkorb 161, der einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal 1600 umschliesst und der oben an die Saugplatte 11 und unten an eine Ringplatte 15, die untere Saugkanäle 115 aufweist, anschliesst, wobei der Saugkorb 161 mehrere Wandöffnungen 160 aufweist, die mittels einer Justierhülse 3 abdeckbar sind.

Fig. 1 zeigt in symbolischer Darstellung eine erfindungsgemässe Saugvorrichtung 1 mit erfindungsgemässen Saugeinheiten 10, die mittels einer Antriebsvorrichtung 5 bewegbar sind, um Objekte aufzunehmen, die von einer Schneidevorrichtung 9 bereitgestellt werden. Die Saugeinheiten 10 werden vorzugsweise von einem Gebläse 95 oder einer Pumpe mit einem Strom eines gasförmigen Mediums versorgt. Die Schneidevorrichtung 9 umfasst mehrere Klingen 91, die mit Ultraschallwandlern 92 verbunden und von einer Klingenhalterung 93 gehalten sind, an die gelenkig mit einem Gerüst 90 verbundene Aktuatoren 99 angekoppelt sind, mittels denen die Klingen 91 innerhalb eines Arbeitsvolumens Bewegungen ausführen können, um von einem Prozessgut eine Objekteinheit aufzutrennen, die mittels den Saugeinheiten 10 erfasst, transportiert und wieder abgegeben werden können. Die Saugvorrichtung 1 und die Schneidevorrichtung 9 bzw. die Arbeitsprozesse dieser Vorrichtungen werden von einer Steuereinheit 8 synchron gesteuert. Vorzugsweise wird auch das Gebläse 95 oder die Pumpe 95, z.B. eine Kolbenpumpe, mittels der Steuervorrichtung 8 gesteuert.

Fig. 2a zeigt einen Teil der Schneidevorrichtung 9 von Fig. 1 sowie eine erfindungsgemässe Saugvorrichtung 1 mit Saugeinheiten 10, mittels denen abgetrennte scheibenförmige Objekte P erfasst und zu einem Abgabeort transportiert werden können. Die Klingen 91 sind durch gekrümmte Kopplungselemente 922 mit den Ultraschallwandlern 92 verbunden, denen Wechselspannungen mit Frequenzen im Ultraschallbereich über Anschlussleitungen 921 zuführbar sind. Die Klingenhalterung 93 umfasst Montagevorrichtungen 931, mittels denen die Ultraschallwandler 92 durch Schrauben montierbar sind.

Auf einem Förderband 99 wird ein Prozessgut PO, z.B. Brot, zugeführt, das in Scheiben bzw. Produkteinheiten oder Objekte P geschnitten wird. Die Objekte P werden von der Saugvorrichtung 1 bzw. Saugeinheiten 10 der Saugvorrichtung 1 erfasst und gehalten und können vom Aufnahmeort zu einem Abgabeort gefördert oder bewegt werden. Die Saugvorrichtung 1 umfasst dazu eine rohrförmige Antriebsvorrichtung 5, die von einem Montagering 51 drehbar gehalten ist. Die aufgenommenen Objekte P können daher von der gezeigten Aufnahmeposition z.B. um 90° nach unten in eine Abgabeposition gedreht werden. Am Abgabeort werden typischerweise mehrere Objekte P gestapelt und mittels eines Förderbandes weiterbefördert.

Fig. 2b zeigt eine erfindungsgemässe Saugvorrichtung 1 mit mehreren in einer Verteilvorrichtung 2 angeordneten Saugeinheiten 10, denen Druckluft über wenigstens ein Ventil 72 zuführbar ist, das von einer Steuereinheit 8 über eine symbolisch gezeigte Steuerleitung 87 ansteuerbar ist. Die über Zufuhrleitungen 71 zugeführte Druckluft wird über die Verteilvorrichtung 2, die einen Verteilkanal aufweist, an alle Saugeinheiten 10 verteilt. Durch Pfeile ist eine Antriebsvorrichtung 5 symbolisiert, der von der Steuereinheit 8 ein Steuersignal 81 zuführbar ist, um die Antriebsvorrichtung 5 zu betätigen bzw. die Saugeinheiten 10 entlang einer beliebigen Bahn zu bewegen und gegebenenfalls zu drehen.

Die Steuereinheit 8 kann den gesamten Arbeitsprozess, das Förderband 99, die Schneidevorrichtung 9 mit Steuersignalen 89, die Saugvorrichtung 1 mit Steuersignalen 81, Ventile 72 mit Steuersignalen 87 und eine Fördervorrichtung 900 (siehe Fig. 7b), die geförderte oder gestapelte Objekte P abtransportiert, mit Steuersignalen 86 steuern. Fig. 2c zeigt eine der Saugeinheiten 10, die in die Verteilvorrichtung 2 eingesetzt ist, in vergrösserter Darstellung. Es ist ersichtlich, dass in dieser vorzugsweisen Ausgestaltung an der Unterseite der Verteilvorrichtung 2 eine Vielzahl von Formelementen 113 vorgesehen ist, die in das Objekt P eingreifen und ein seitliches Verschieben verhindern können. Die aufgenommenen Objekte P werden daher auch bei grösseren Beschleunigungen sicher gehalten. Die vorzugsweise als Rotationskörper ausgebildeten Saugeinheiten 10 weisen eine Saugplatte 11 und in dieser vorzugsweisen Ausgestaltung eine Umlenkeinheit 12 auf.

Fig. 2d zeigt die Umlenkeinheit 12 von Fig. 2c, die als pilzförmiger Rotationskörper ausgebildet ist und einen Umlenkkopf 121 und ein an den Umlenkkopf 121 anschliessendes zapfenförmiges Montageelement 122 aufweist. Auf der der Saugplatte 11 zugewandten Seite weist der Umlenkkopf 121 eine umlaufende nutförmige Vertiefung 120 auf, die vorzugsweise gerundet gegen den Rand des Umlenkkopfs 121 verläuft. In einem Schnitt durch die Rotationsachse weist die Umlenkeinheit somit zumindest annähernd einen ankerförmigen Querschnitt auf.

Fig. 2f zeigt eine Umlenkeinheit 12 mit einem Umlenkkopf 121, dessen Unterseite konkav ausgebildet ist, um ein angesaugtes Objekt P, beispielsweise eine Nuss gemäss Fig. 6c, teilweise aufnehmen und zentriert halten zu können.

Fig. 2g zeigt eine Umlenkeinheit 12 mit einem Umlenkkopf 121, dessen Oberseite gerade ausgebildet und mit radial verlaufenden Vertiefungen 120 versehen ist.

Fig. 2h zeigt eine Umlenkeinheit 12 mit einem Umlenkkopf 121, dessen Oberseite gerade ausgebildet ist. Durch entsprechende Ausgestaltung der Umlenkeinheit 12 und der Umlenkkammer 115 kann der kreisförmig nach aussen verlaufende Umlenkkanal 110 den jeweiligen Bedürfnissen angepasst werden.

Fig. 2e zeigt einen Schnitt durch die zumindest annähernd quaderförmige Verteilvorrichtung 2 von Fig. 2a, die einen Verteilkanal 20 und zahlreiche Aufnahmekämmern 21 aufweist. Der Verteilerkanal 20 ist durch eine Trennplatte 22 von den Aufnahmekämmern 21 getrennt, weist aber für jede der Aufnahmekämmer 21 eine Kammeröffnung 210 auf. Druckluft kann daher durch den Verteilerkanal 20 und die Kammeröffnungen 210 zu den Saugeinheiten 10 in den Aufnahmekämmern 21 zugeführt werden. Die Saugeinheiten 10 können in einfacher Weise in die Aufnahmekämmern 21, dicht anschliessend an die Kammeröffnungen 210 eingesetzt werden. Auf der Oberseite der Saugeinheiten ist ein Dichtungsring 24 vorgesehen, der dicht an den Rand der Kammeröffnung 210 anschliesst und sicherstellt, dass die Druckluft nur über die Saugeinheit 10 entweichen kann. Die Saugeinheiten 10 weisen einen Saugkörper 16 auf, der von einer Ringnut 166 umschlossen ist. Eine eingesetzte Saugeinheit 10 kann in einfacher Weise mittels einer gabelförmigen Klammer 25 fixiert werden, die durch angepasste Öffnungen derart in die Aufnahmekämmer 21 eingeführt wird, dass sie in die Ringnut 166 der eingesetzten Saugeinheit 10 eingreift und diese dadurch hält. Saugeinheiten 10 können daher mit einem Handgriff gelöst und entnommen und z.B. nach Wartungsarbeiten wieder eingesetzt werden.Auf der Unterseite der Verteilvorrichtung 2 ist eine Leiste 29 montiert, die Durchtrittsöffnungen 290 für die Saugeinheiten 10 und Formelemente 113 aufweist, die in die Oberfläche von angesaugten Objekten P eingreifen und diese fixieren können.

Die erfindungsgemässe Saugvorrichtung 1 kann daher in einfacher Weise hergestellt, zusammengebaut und auch gewartet werden.

Fig. 3a zeigt eine erfindungsgemässe Saugeinheit 10 in einer vorzugsweisen Ausgestaltung mit einem Saugkörper 16, der eine Saugplatte 11 hält, in der drei radial ausgerichtete und um 120° gegeneinander verschobene Saugkanäle 111 vorgesehen sind.

Fig. 3b zeigt die als Rotationskörper ausgebildete Saugeinheit 10 von Fig. 3a in Schnittdarstellung. Die Saugplatte 11 ist einstückig mit dem z.B. aus einem Kunststoff gefertigten Saugkörper 16 verbunden und durch eine umlaufende Ringnut 166 leicht davon abgesetzt.

Der Saugkörper 16 weist koaxial zur Rotationsachse einen Einlasskanal 130 auf, von dem mehrere Eintrittskanäle 13 abzweigen. Von unten ist eine Umlenkeinheit 12, wie sie in Fig. 2d gezeigt ist, mit dem Montageelement 122 in den Einlasskanal 130 eingesetzt, sodass dieser frontseitig verschlossen ist und das gasförmige Medium bzw. Druckluft nur durch die nach aussen verlaufenden Eintrittskanäle 13 zur Frontseite der Saugplatte 11 gelangen kann.

Wie dies auch in Fig. 4 gezeigt ist, weist die Saugplatte 11 eine vorzugsweise zylindrische Vertiefung auf, die als Umlenkkammer 115 dient. Die Austrittsöffnungen der Eintrittskanäle 13 sind innerhalb der Umlenkkammer 115 hinter dem Umlenkkopf 121 der Umlenkeinheit 12 angeordnet, sodass das einströmende Medium zur Rückseite des Umlenkkopfs 121 und von diesem in einen Umlenkkanal 110 einführbar wird, der einerseits durch die Frontseite der Saugplatte 11 und andererseits durch die Rückseite des Umlenkkopfs 121 begrenzt ist, falls die Umlenkeinheit 12 eingesetzt wurde. Falls keine Umlenkeinheit 12 eingesetzt ist, so wird der Umlenkkanal 110 durch das angesaugte Objekt begrenzt. Durch den Umlenkkanal 110 wird das gasförmige Medium radial nach aussen geführt, sodass es einerseits durch die drei Saugkanäle 111 und andererseits zwischen der Saugplatte 11 und einer angesaugten Objekteinheit (nicht gezeigt) entströmen und einen entsprechenden Unterdrück verursachen kann.

Die Saugkanäle 111 sind radial verlaufende Vertiefungen innerhalb der Saugplatte 11 und verlaufen von der Umlenkkammer 115 vorzugsweise bis zum äusseren Rand der Saugplatte 11. Nach dem Ansaugen einer Objekteinheit P bleibt daher immer gewährleistet, dass das Medium durch den ausgangsseitig vorzugsweise geöffneten Saugkanal 111 entweichen kann und die gewünschte Saugwirkung entlang den Saugkanälen 111 unabhängig von der Beschaffenheit der angesaugten Objekteinheit P stets gewährleistet ist.

Vorzugsweise sind mehrere gleichmässig verteilte Saugkanäle 111 vorgesehen. Ganz besonders vorteilhaft ist die Anordnung von drei gleichmässig verteilten Saugkanälen 111, die z.B. radial nach aussen laufen und um 120° gegeneinander versetzt sind.

Vorzugsweise sind mehrere gleichmässig verteilte Eintrittskanäle 13 vorgesehen. Ganz besonders vorteilhaft sind sechs gleichmässig verteilte Eintrittskanäle 13 vorgesehen, die geneigt nach aussen verlaufen und um 60° gegeneinander versetzt sind. In dieser Ausgestaltung definieren die Eintrittskanäle 13 eine Pyramide mit einer entsprechenden Anzahl von Kanten.

Fig. 3b zeigt ferner, dass Auslasskanäle 14 durch den Saugkörper 16 hindurch geführt sind, deren Austrittsöffnungen 140 innerhalb der Saugkanäle 111 angeordnet sind.

Exemplarisch ist gezeigt, dass Druckluft durch ein erstes Ventil 72A in den Einlasskanal 130 und weiter in die Eintrittskanäle 13 und durch zweite Ventile 72B in die Auslasskanäle 14 einführbar ist. Symbolisch ist gezeigt, dass die dezentral angeordneten Ventile 72A, 72B von der Steuereinheit 8 (siehe Fig. 2b) durch Steuersignale 87A, 87B steuerbar sind. Wahlweise kann daher in gewünschten Zeitintervallen Druckluft durch die Eintrittskanäle 13, um eine Objekteinheit P anzusaugen, oder in die Auslasskanäle 14, um die gehaltene Objekteinheit P abzustossen, hindurch geführt werden. Die gezeigten Elemente 72A, 72B können auch einfache Anschlusselemente sein, über die Druckluft der Saugeinheit 10 zugeführt wird. In diesem Fall sind Ventile zentral vorgesehen, was eine einfachere elektrische Verkabelung der Steuerleitungen 87A, 87B ermöglicht.

Durch die Einführung von Druckluft durch die Auslasskanäle 14 direkt in die Saugkanäle 111 kann dort rasch ein Druck über eine relativ grosse Fläche aufgebaut werden, mittels dessen die gehaltene Objekteinheit P abgestossen wird.

Fig. 3c zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 3a in Schnittdarstellung mit drei zusätzlichen Umlenkeinheiten 12A, 12B und 12C, die konzentrisch zur zentralen Umlenkeinheit 12 gemäss Fig. 3a angeordnet sind. Jeder der zusätzlichen Umlenkeinheiten 12A, 12B, 12C sind ebenfalls ein Einlasskanal 130, Eintrittskanäle 13 und eine Umlenkkammer 115 zugeordnet. An die Umlenkkammer 115 können wiederum Saugkanäle 11 anschliessen. In der gezeigten Ausgestaltung sind den Umlenkeinheiten 12A, 12B, 12C hingegen keine Saugkanäle 111 direkt zugeordnet. Das gasförmige Medium wird von den Umlenkeinheiten 12A, 12B, 12C daher über die Oberfläche der Saugplatte 11 geleitet, wodurch eine direkte Kontaktierung des angesaugten Objekts vermieden wird. Über die zentrale Umlenkeinheit 12 und deren Saugkanäle 111 wird somit sichergestellt, dass das Objekt sicher angesaugt wird, während die weiteren Umlenkeinheiten 12A, 12B, 12C ebenfalls eine Saugwirkung entfalten und zusätzlich eine Kontaktierung der Saugplatte 11 verhindern. Auf diese Weise kann bei guter Saugwirkung eine Trennung vom Objekt durch einen Medienfilm realisiert werden.

Fig. 3d zeigt einen Teil der Saugeinheit 10 von Fig. 3c in Schnittdarstellung. Es ist gezeigt, dass der Medienstrom über den Einlasskanal 130 und die Eintrittskanäle 13 in die Umlenkkammer 115 eintreten kann und dort im ringförmigen Umlenkkanal 110 radial nach aussen geführt wird. Von der Umlenkkammer 115 kann der Medienstrom über eine vorzugsweise gerundete Oberfläche laminar in die Saugkanäle 111 eintreten.

Fig. 4 zeigt eine vorzugsweise ausgestaltete Saugeinheit 10, die wahlweise mit einer Umlenkeinheit 12 ausrüstbar ist.

Der Saugkörper 16 der Saugeinheit 10 von Fig. 3b ist mit Auslasskanälen 14 und Auslassöffnungen 140, die zwischen den Saugkanälen 111 liegen, versehen. Möglich ist die Anordnung der Auslassöffnungen 140 auch innerhalb und ausserhalb der Saugkanäle 111. Symbolisch ist der durch Ventile 72A, 72B gesteuerte Verlauf der Medienströme gezeigt.

Gut sichtbar ist in dieser Darstellung der Querschnittsverlauf der Saugkanäle 111. Am Kanaleingang angrenzend an die Umlenkkammer 115 weist der Kanalquerschnitt eine minimale Grösse auf, die bis zum Kanalausgang um den Faktor 5 bis 10 ansteigt. Ein derartiger Verlauf erlaubt es, den Durchmesser der Saugplatte 11 zu erhöhen und grössere gegebenenfalls auch schwerere Objekte P immer noch sicher zu halten. Die Dimensionierung der Saugkanäle 111 mit dem Verlauf der Tiefe und Breite kann bedarfsweise an die Beschaffenheit der Objekte P angepasst werden. Der Querschnittsverlauf kann konstant sein oder radial nach aussen zunehmen oder abnehmen. Strichpunktiert ist eingezeichnet, dass der Boden 1110, 1110* der Saugkanäle 111 bis zur Höhe des Bodens der Umlenkkammer 115 abgesenkt werden kann, sodass die Höhe der Umlenkkammer 115 etwa der Tiefe der Saugkanäle 111 entspricht. Der Übergang von der Umlenkkammer 115 zu den Saugkanälen 111 erfolgt in diesem Fall stufenlos und das gasförmige Medium kann ungehindert wegströmen.

Der Saugkörper 16 weist in dieser vorzugsweisen Ausgestaltung eine Zentralbohrung auf, die durch eine Zwischenwand 130C zwei in voneinander vollständig getrennte Teile 130A, 130B unterteilt ist. In den oberen Teil 130A der Zentralbohrung, von dem vorzugsweise sechs Eintrittskanäle 13 abzweigen, ist über ein schematisch gezeigtes Ventil 72A Druckluft einführbar. Der untere Teil 130B der Zentralbohrung bildet eine Montageöffnung 130B, in die das Montageelement 122 der Umlenkeinheit 12 einsetzbar.

Der untere Teil 130B kann auch vollständig gefüllt sein, sodass keine Umlenkeinheit 12 einsetzbar ist. Alternativ kann auch ein Zapfen lösbar in die Montageöffnung 130B eingesetzt sein. Falls keine Umlenkeinheit 12 eingesetzt wird, so wird die Tiefe der Saugkanäle 111 vorzugsweise erhöht.

Die Funktion der Auslasskanäle 14, die lediglich optional vorgesehen sind, wurde mit Bezug zu Fig. 3b erläutert.

Fig. 5a zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 3a mit einer lamellenförmigen elastischen Saugplatte 11. der Durchmesser des Saugkörpers 16 wurde reduziert und ist nur etwas grösser als der Durchmesser der Aufnahmekämmer 115. Die Saugplatte 11 besteht daher peripher aus einer dünnen ringförmigen Lamelle, die sich unter Einwirkung der Saugkraft deformieren und an eine gehaltene Objekteinheit P anpassen kann. Dazu ist die vorzugsweise einstückig mit dem Saugkörper 16 verbundene Saugplatte 11 aus einem elastischen Material gefertigt. Die Saugplatte 11 kann auch eine dünne Metallplatte sein, in die die Saugkanäle 111 eingeformt bzw. eingeprägt sind. Eine Saugplatte dieser Art kann an eine zentral angeordnete Hülse anschliessen, die mit dem Saugkörper 16 verbunden, z.B. verklebt, verschraubt oder verpresst wird.

Fig. 5b zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 5a in Schnittdarstellung.

Fig. 5c zeigt in Schnittdarstellung eine vorzugsweise ausgestaltete Saugeinheit 10 mit einer lamellenförmigen Saugplatte 11, die Saugkanäle 111 mit konstantem Kanalquerschnitt aufweist.

Der Kanalquerschnitt der Saugkanäle 111 erfindungsgemässer Saugeinheiten 10 kann daher konstant sein oder sich ändern, wie dies oben beschrieben wurde. Der Querschnitt am Ausgang und am Eingang der Saugkanäle 111, die einen konstanten oder sich ändernden Kanalquerschnitt aufweisen, kann speziell gewählt werden. Der Kanalquerschnitt, welcher der Umlenkkammer 115 zugewandt ist, kann sehr klein sein. Der Kanalquerschnitt am äusseren Ende der Saugkanäle 111 kann unverändert oder reduziert sein. Dabei ist es möglich, dass das gasförmige Medium nahe dem Rand der Saugplatte aus dem Saugkanal verdrängt wird und zwischen der Saugplatte und der gehaltene Objekteinheit in einem dünnen Medienfilm entweichen muss. Auf diese Weise kann ein Flattern oder Ablösen der Peripherie der Objekteinheit von der Saugplatte vermieden werden. Eine derartige Ausgestaltung mit peripher verschlossenen Saugkanälen 111 wird vorzugsweise bei Objekten vorgesehen, die eine sehr geringe Eigenstabilität aufweisen und peripher gesichert werden sollen.

Fig. 5c zeigt ferner, dass die Unterseite des Umlenkkopfs 121 der Umlenkeinheit 12 und die Frontseite der Saugplatte 11 zumindest annähernd in einer Ebene ausgerichtet sind. Auf diese Weise wird eine angesaugte Objekteinheit P in einer Ebene gestützt, sodass sie sich nicht deformieren kann. Nach Wunsch kann die Umlenkeinheit 12 auch nach innen verschoben sein, sodass sie z.B. den Bruchteil eines Millimeters von der Ebene abweicht, die durch die Frontseite der Saugplatte 11 definiert wird.

Schematisch ist ferner gezeigt, dass das Montageelement 122 der Umlenkeinheit 12 eine Ausformung aufweist, die dazu dient, das Montageelement 122 in der Zentralbohrung 130 zu arretieren. Die Ausformung ist vorzugsweise ringförmig ausgebildet und umschliesst das Montageelement 122 mit einer Dicke z.B. im Bereich von 1/10 mm - 1/100 mm. Es können auch mehrere solche Dichtungsringe vorgesehen sein, mittels denen das Montageelement 122 im Einlasskanal 130 arretiert wird.

Fig. 6a zeigt eine Saugeinheit 10 in Schnittdarstellung mit einer Saugplatte 11, an die ein Saugkorb 161 anschliesst, der einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal 1600 umschliesst. Die Saugeinheit umfasst einen Saugkörper 16, der in einer Vorrichtung gemäss Fig. 2e montierbar ist und der zwölf mit einem Einlasskanal 130 verbundene Eintrittskanäle 13, die nach aussen in den Randbereich des Aufnahmekanals 1600 gegen die Innenseite des Saugkorbs 161 gerichtet sind. Das durch die Eintrittskanäle 13, die benachbart zueinander vorzugsweise gleiche Winkelabstände einschliessen, einströmende gasförmige Medium wird daher gegen die Innenwand des Saugkorbs 161 geblasen und bildet dort einen dünnen, hohlzylindrischen Film, der mit hoher Strömungsgeschwindigkeit nach unten fliesst. In der Strömungszone bildet sich somit ein Unterdrück, durch den ein Objekt angesaugt werden kann. Dabei ist zu beachten, dass das Objekt selbst den Strömungsfluss zusätzlich nach aussen verschiebt und den Strömungsquerschnitt weiter reduziert, weshalb sich die Strömungsgeschwindigkeit und der Unterdrück innerhalb des Saugkorbs 161 zusätzlich erhöhen. In dieser vorzugsweisen Ausgestaltung ist zusätzlich eine ZentrierungsVorrichtung 4 vorgesehen, mittels der das angesaugte Objekt zentriert gehalten wird.

Da ein schnell fliessender Medienfilm an der Innenseite des Saugkorbs 161 zwangsläufig ein dünner schnell fliessender Medienfilm gebildet wird, wird bei der Ausgestaltung von Fig. 6a auf eine Umlenkeinheit 12 optional verzichtet. Die Saugplatte 11 ist in Mitte daher dicht abgeschlossen und weist lediglich Öffnungen für die Eintrittskanäle 13 auf.

Fig. 6b zeigt eine Saugeinheit 10 vorzugsweise gemäss Fig. 3a mit einer Saugplatte 11, an die ein Saugkorb 161 anschliesst, der einen nach aussen geöffneten Aufnahmekanal 1600 umschliesst und in dieser Ausgestaltung seitlich mit Wandöffnungen 160 versehen ist. Der Saugkorb 161 ist einstückig mit dem Saugkörper 16 verbunden, der frontseitig wiederum eine Saugplatte 11 und eine Umlenkeinheit 12 aufweist. Die Dimensionen des Saugkorbs 161 sind vorzugsweise an die Objekte P angepasst. Z.B. ist der Saugkorb 161 hohlzylindrisch ausgebildet, und gegebenenfalls peripher konisch geformt, sodass Objekte P einfacher erfasst werden können. Der Saugkorb 161 kann hingegen auch einen ovalen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt aufweisen.

Die Korböffnungen 160 sind vorzugsweise mittels eines Verschlusselements 3 abschliessbar, wie dies exemplarisch für die Saugeinheit 10 gemäss Fig. 16 gezeigt ist.

Mit den Saugeinheiten 10 von Fig. 6a und Fig. 6b, die mit dem Saugkorb 161 versehen ist, können Objekte P, die keine ebenen Flächen aufweisen, erfasst und sicher gehalten werden. Beispielsweise können Nüsse, z.B. Haselnüsse, erfasst und gehalten werden. Die Höhe des Saugkorbs 161 ist entsprechend der Grösse der Objekte P oder einem Bruchteil davon bemessen. Vorzugsweise sind mehrere Reihen übereinanderliegender Wandöffnungen 160 versehen, durch die der Medienstrom seitlich entweichen kann.

Vorzugsweise werden Saugeinheiten 10, wie sie zuvor beschrieben wurden, mit einem Saugkorb 161 versehen. Es ist jedoch möglich, auch konventionelle Saugeinheiten, die einen Saugkörper 16 mit wenigstens einem Eintrittskanal 13, eine mit dem Saugkörper 16 fest oder lösbar verbundene Saugplatte 11 und eine Umlenkeinheit 12 aufweisen, mit einem Saugkorb 161 zu versehen.

Zu beachten ist ferner, dass der Saugkorb 161 der Saugeinheit 10 von Fig. 6a keine Wandöffnungen aufweist. Bei dieser Ausgestaltung muss daher gewährleistet bleiben, dass bei der Aufnahme des Objekts kein Strömungsabriss erfolgt, durch den die Ansaugwirkung aufgehoben wird. Dies wird insbesondere durch die Art der angesaugten Objekte sowie durch die Zentrierungsvorrichtung 4 sichergestellt.

Der Saugkorb 161 der Saugeinheit 10 von Fig. 6b weist hingegen Wandöffnungen 160 auf unterschiedlichen Höhen auf. Die Wandöffnungen 160 gewährleisten, dass kein Strömungsabriss erfolgt, wenn ein Objekt in den Saugkorb 161 eingesaugt wird. Beim Eintreten des Objekts P werden die Wandöffnung 160 unterschiedlicher Höhe sequenziell verschlossen, bis nur noch die obersten Wandöffnungen 160 freiliegen. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der Medienfilm möglichst weit nach unten verläuft und möglichst weit unten noch eine optimale Saugwirkung erzielt wird. Es ist auch möglich, nur die drei obersten Wandöffnungen 160 bzw. Wandschlitze 160 offenzuhalten, wobei sich jedoch der Verlauf des Medienfilms verändert.

Fig. 6c zeigt eine Saugeinheit 10 z.B. gemäss Fig. 3a, die mit einer Zentrierungsvorrichtung 4 versehen ist, die mit der Umlenkeinheit 12 verbunden ist und die erlaubt, eine angesaugte unregelmässige, z.B. rundliche Objekteinheit P gegen die Zentralachse x der Saugeinheit 10 bzw. der Umlenkeinheit 12 zu führen und zentriert zu halten.

Die Saugeinheit 10 umfasst wiederum eine Umlenkeinheit 12, von der die Zentrierungsvorrichtung 4 gehalten ist. Zentrierungsvorrichtungen 4 sind vorzugsweise trichterförmig ausgebildet, sodass aufgenommene Objekte automatisch nach oben zur Trichterachse x geführt werden. Damit die Luftzirkulation nicht unterbrochen wird, werden offene bzw. luftdurchlässige Zentrierungsvorrichtungen 4 verwendet.

Die gezeigte Zentrierungsvorrichtung 4 umfasst drei entlang eines Konus ausgerichtete Zentrierungselemente 41, die an einem Ende die von der Umlenkeinheit 12 gehaltene Konusspitze bilden und die auf der anderen Seite durch einen Aufnahmering 42 miteinander verbunden sind. Durch den Aufnahmering 42 kann eine Objekteinheit P, z.B. eine Nuss, vorzentriert werden, sodass sie nachher einfacher entlang den Zentrierungselementen 41 gegen die Umlenkeinheit 12 gesaugt und zentriert werden kann. Durch die Zentrierungsvorrichtung 4 wird bewirkt, dass das Objekt P zentral gehalten wird und das gasförmige Medium in der Art eines Schirmes darüber hinweg fliessen kann. Die Saugkraft kann sich daher gleichmässig ausbilden, wodurch das Objekt sicher gehalten werden kann.

Fig. 6d zeigt eine Saugeinheit 11 mit einem Saugkorb 161, der keine seitlichen Wandöffnungen aufweist und der einen Aufnahmekanal 1600 umschliesst, und mit einer optional vorgesehenen Zentrierungsvorrichtung 4 gemäss Fig. 6c. Der Saugkorb 161 gewährleistet, dass das gasförmige Medium laminar entlang seiner zylindrischen Innenwand nach unten bzw. nach aussen fliessen kann, wodurch ein gleichmässiger zylindrischer Medienstrom zwangsweise erstellt wird und im Zentrum des Aufnahmekanals 1600 ein Unterdrück resultiert, welcher das sichere Ansaugen auch unvorteilhaft geformter Objekte P gewährleistet.

Durch die Zentrierungsvorrichtung 4 wird wiederum sichergestellt, dass das Objekt P zentriert wird und nicht in Kontakt mit dem Medienfilm gerät. Ohne Zentrierungsvorrichtung 4 würde das Ansaugen der Objekte P ebenfalls vorteilhaft gelingen, wobei das sichere Erfassen der Objekte P etwas länger dauern könnte.

Fig. 6e zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 6d mit einer einfacher ausgestalteten Zentrierungsvorrichtung 4, die drei gleichmässig beabstandete und entlang einer Konusfläche ausgerichtete stabförmige Zentrierungselemente 41 aufweist, die vom Umlenkelement 12 gehalten sind. Auf einen Aufnahmering 42 wurde verzichtet. Die Zentrierungselemente 41 sind gerade ausgerichtet. In vorzugsweisen Ausgestaltungen sind die Zentrierungselemente hingegen leicht nach aussen gebogen, sodass sie Objekte P in einem weiteren Umfeld sicher erfassen können.

Fig. 6f zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 6d mit einer Zentrierungsvorrichtung 4, die drei gleichmässig beabstandete und entlang einer Konusfläche ausgerichtete drahtförmige oder seilförmige Zentrierungselemente 41 aufweist, die einerseits vom Umlenkelement 12 und andererseits vom ausgangsseitigen Rand des Saugkorbs 161 gehalten sind. Die Zentrierungselemente 41 sind an einem Ende im Umlenkelement 12 bzw. im Umlenkkopf 121 verankert und auf der anderen Seite mit einer Montagekugel 46 versehen, die in einer Montageöffnung 1680 ausgangsseitig im Rand des Saugkorbs 161 verankert sind.

Fig. 6g zeigt die Saugeinheit von Fig. 6f mit einem Montageelement 1211 am Umlenkkopf 121 der Umlenkeinheit 12, an dem die Zentrierungselemente 41 befestigt sind.

Fig. 6h zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 6d mit einer gitterförmigen Zentrierungsvorrichtung 4, die als Zentrierungselemente 41 Gitterstäbe oder Gitterseile aufweist, die mit Montagekugeln 46 im Saugkorb 161 verankert sind. In dieser Ausgestaltung ist der hohlzylindrische Medienstrom eingezeichnet, der im Aufnahmekanal 1600 entlang der zylindrischen Korbwand nach unten verläuft und einen Unterdrück im Bereich seiner Zentralachse erzeugt, entlang der eine Objekteinheit P, z.B. eine Nuss, gegen die Zentrierungsvorrichtung 4 geführt wird.

Fig. 6i zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 6d mit einer Zentrierungsvorrichtung 4, die drei gleichmässig beabstandete und entlang einer Konusfläche ausgerichtete Zentrierungselemente 41 aufweist, die vom ausgangsseitigen Rand des Saugkorbs 161 gehalten sind und mit ihren Enden der Zentralachse x zugeneigt sind. Die Zentrierungselemente 41 bilden wiederum einen offenen Trichter, welcher sicherstellt, dass die aufgenommenen Objekte P nicht gegen die Innenwand des Saugkorbs 161 geführt und wieder ausgestossen werden.

Fig. 6j zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 6d ausgerüstet mit einem Halteflansch 1615, der einen Flanschring 44 mit einer Zentrierungsvorrichtung 4 hält, die ein blattförmiges Halteelement 4100 umfasst. Mit dieser Zentrierungsvorrichtung 4 können leichtere und weniger formstabile Objekte vorteilhaft gehalten werden. Möglich ist auch die Verwendung eines kürzeren Saugkorbs 161. Die Flanschverbindung kann auch bei der Ausgestaltung von Fig. 6i verwendet werden.

Fig. 6k zeigt in Schnittdarstellung eine vorzugsweise modular aufgebaute Saugeinheit 10 mit mehreren Saugeinheiten 10 gemäss einer der Figuren 6a bis 6j, die je mit einer Umlenkeinheit 12, 12A, 12B, 12C und einem Saugkorb 161, 161A, 161B, 161C versehen sind. In jedem Saugkorb 161, 161A, 161B, 161C ist vorzugsweise eine Zentrierungsvorrichtung 4 mit Zentrierelementen 41; 42 vorgesehen, die beliebig ausgestaltet sein kann, um Objekte P optimal zu erfassen und zu zentrieren.

Die Saugeinheit 10 erlaubt es, gleichzeitig mehrere Objekte P zu erfassen und wieder abzugeben. Oft sollen Objekte P in einem bestimmten Raster aufgenommen und/oder wieder, gegebenenfalls an ein Zwischenprodukt oder an eine Verpackung abgegeben werden. Da Zwischenprodukte und Verpackungen oft ändern, ist erfindungsgemäss vorzugsweise vorgesehen, dass erfindungsgemässe Saugeinheiten 10 modular aufgebaut sind und beliebig zusammengesetzt werden können. Beispielsweise wird vorgesehen werden Saugkörpermodule 100 vorgesehen, die miteinander formschlüssig, kraftschlüssig, oder anderweitig verbunden, gegebenenfalls miteinander verschraubt werden. Gegebenenfalls werden Saugkörpermodule 100 mit einer oder mehreren Umlenkeinheiten 12 und Saugplatten 11 bereitgestellt, die in der Art von LEGO®-Modulen zusammengesetzt werden können. Auf diese Weise kann z.B. der Saugkopf eines Roboters beliebig an Zwischenprodukte und Verpackungen angepasst werden. Beispielsweise wird ein Saugkopf mit Saugeinheiten zusammengesetzt, der es erlaubt, müsse in einem Raster zu erfassen und in bereitgestellte Schokolade einzusetzen. Beispielsweise wird die Saugeinheit 10 derart ausgestaltet, dass eine Schokolade im Herstellungsprozess in einem Arbeitsgang mit mehreren Nüssen bestückt werden kann.

Fig. 61 zeigt eine Saugeinheit 10 gemäss Fig. 6b in Schnittdarstellung mit einer Saugplatte 11, in die noch eine Umlenkeinheit 12 oder lediglich ein Dichtungszapfen 122 einzusetzen ist und an die ein Saugkorb 161 anschliesst. Der Saugkorb 161 weist optional eine oder mehrere Wandöffnungen 160 auf und umschliesst einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal 1600, der zur Aufnahme von Gegenständen entsprechende Einformungen 1611, 1612 aufweist. Exemplarisch ist gezeigt, dass in die Einformungen 1611, 1612 rechteckförmige Objekte aufgenommen werden können. Beispielsweise wird zuerst ein Objekt in die obere Einformung 1612 und anschliessend ein Objekt in die untere Einformung 1611 aufgenommen. Sofern der Aufnahmekanal 1600 durch eines der Objekte verschlossen wird, kann der Medienstrom durch die Wandöffnungen 160 nach aussen fliessen, wodurch der Saugdruck aufrechterhalten wird. Die Anzahl und Ausgestaltung der Einformungen 1611, 1612 kann wahlweise gewählt werden.

Die oben beschriebenen Saugeinheiten 10 oder Aggregate von Saugeinheiten 10 sind vorzugsweise mit Saugkanälen 111 versehen. Insbesondere bei Saugeinheiten 10 oder Aggregaten von Saugeinheiten 10, die mit Saugkörben 161 versehen sind, kann auf die genannten Saugkanäle 111 auch verzichtet werden.

Die Merkmale der verschiedenen Ausgestaltungen der Saugeinheiten 10 können daher beliebig kombiniert werden. Die Saugeinheiten 10 gemäss den Figuren 6a-61 können somit vorteilhaft mit oder ohne Saugkanäle 111 realisiert werden. Zu beachten ist, dass die Saugplatte 11 bei diesen Ausgestaltungen normalerweise durch die jeweils eingesetzte Zentrierungsvorrichtung 4 von den Objekten P getrennt ist.

Die optional vorgesehenen Zentriervorrichtungen 4 können ganz oder teilweise aus Metall oder Kunststoff gefertigt werden. Die Teile können stark oder elastisch ausgebildet sein, wobei z.B. durch Formgebung darauf zu achten ist, dass Objekte P sich in der Zentrierungsvorrichtung 4 nicht verklemmen und problemlos wieder abgegeben werden können.

Fig. 7a zeigt eine Saugvorrichtung 1 mit zwei Saugrädern 1A, 1B, die peripher mit Saugeinheiten 10 gemäss einer der Figuren 6a bis 6k bestückt sind und von denen Objekte P an einem Aufnahmeort aufgenommen und an einem Abgabeort an eine Fördervorrichtung 900 abgegeben werden. Das erste Saugrad 1A nimmt Objekte P, z.B. Nüsse, aus einem Behälter B auf und fördert diese bis zu einem Übergabeort, an dem die Übergabe an das zweite Saugrad 1B erfolgt, welches die übernommene Objekteinheit P bis zum Abgabeort transportiert und dort an die Fördervorrichtung 900 abgibt. Die Druckluftzufuhr zu jeder Saugeinheit 10 ist vorzugsweise durch eine Vielzahl von Saugkanälen 200A, 200B individuell steuerbar, sodass eine Objekteinheit P mit einer Saugeinheit 10 aufgenommen und gleichzeitig eine Objekteinheit P von einer anderen Saugeinheit 10 abgegeben werden kann. Jeder Saugeinheit können auch zwei Druckleitungen zugeführt werden, von denen die erste an Eintrittskanäle 13 und die zweite an Auslasskanäle 14 angeschlossen ist. Am Übergabeort HO liegen sich eine Saugeinheit 10 des ersten Saugrads 1A, dessen Objekteinheit P ausgestossen wird, und eine Saugeinheit 10 des zweiten Saugrads 1B, welches das Objekt P ansaugt, gegenüber.

Die Steuerung der Antriebsvorrichtungen 5A, 5B der Saugräder 1A, 1B und der Ventile 72 der Saugkanäle 200A, 200B erfolgt von der Steuereinheit 8 durch Steuersignale 81A, 81B; 87A, 87B. Die Fördervorrichtung 900 wird durch Steuersignale 86 synchron zu den Saugrädern 1A, 1B gesteuert.

Zur synchronen Steuerung der Vorrichtungseinheiten 1A, 1B, oder zur Überprüfung von Lage und Qualität von Objekten P, die von transparenten Saugeinheiten 10 gehalten werden, verarbeitet die Steuereinheit 8 vorzugsweise Sensorsignale S, die von Sensoren SM, typischerweise optischen Sensoren oder Kameras, abgegeben werden.

Fig. 7b zeigt einen Teil der Saugvorrichtung 1 von Fig. 7a mit dem zweiten Saugrad 1B, von dem Objekte P an einer Abgabeposition an Transporteinheiten 961 der Fördervorrichtung 900 abgegeben werden. Die Transporteinheiten 61 sind auf Montageplatten 962 montiert, die von einer Kette 963 gefördert werden. Frontseitig sind die Montageplatten entfernt. Die Transporteinheiten 961 sind zweiteilig ausgebildet und können geöffnet und verschlossen werden. Rechts in Fig. 7b ist ein Kanal gezeigt, in den die Transporteinheiten 961 eingefahren und verschlossen werden. Damit die transportierten Objekte P zeitlich korrekt abgegeben werden und nicht noch kurzzeitig in der Saugeinheit 10 bzw. in deren Saugkorb 161 verbleiben, wird am Abgabeort vorzugsweise ein Luftimpuls in die Ausgangskanäle 14 eingeführt, wie dies symbolisch gezeigt ist.

Fig. 1 zeigt ferner, dass den Saugeinheiten 10, wie sie oben mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben wurden, über wenigstens eine Leitung 950 Druckluft von einer Mediendruckvorrichtung 95, einem Gebläse oder einer Pumpe, zugeführt wird. Alle erfindungsgemässen Saugvorrichtungen 1 und Saugeinheiten 10 können mit einem Gebläse 95, welches einen Propeller aufweist, vorteilhaft betrieben werden. Dabei hat sich gezeigt, dass eine Verminderung des Durchmessers des Einlasskanals 130 und/oder der daran anschliessenden Eintrittskanäle 13 die Saugleistung oder Saugkraft der Saugeinheiten 10 paradoxerweise erhöhen kann. Durch Verwendung einer Gebläsevorrichtung anstelle einer Pumpe reduzieren sich die Kosten der Saugvorrichtung 1 signifikant. Zur Druckerhöhung können gegebenenfalls zwei oder mehrere Gebläse in Serie geschaltet werden.

Erfindungsgemässes Saugeinheiten mit angepasstem Einlasskanal können bereits mit einem Mediendruck im Bereich von 1 bar betrieben werden. Auf die Verwendung von teuren Kolbenpumpen kann somit verzichtet werden.

Zur Wahl der optimalen Saugleistung einer der oben beschriebenen Saugeinheiten 10 in Verbindung mit einem zugeschalteten Gebläse 95 oder einem Aggregat von Gebläsevorrichtungen wird der Durchmesser des Einlasskanals 130 und/oder der daran anschliessenden Eintrittskanäle 13 geändert, bis Objekte P mit maximalem Gewicht erfasst werden können. Besonders vorteilhaft kann ein Gebläse 95 in Verbindung mit Saugeinheiten 95 eingesetzt werden, wie sie in den Figuren 6a - 6j gezeigt sind. Durch die Optimierung des Einlasskanals 130 und/oder der daran anschliessenden Eintrittskanäle 13 kann sichergestellt werden, dass die Luftströmung entlang der Saugplatte 11 und entlang der Innenwand laminar strömt und ein entsprechend hoher Unterdrück resultiert. In vorzugsweisen Ausgestaltungen wird vorgesehen, dass zwischen der Saugplatte und der Innenwand des Saugkorbs ein entlang einer Kurve, gegebenenfalls entlang einer Kreislinie verlaufender Übergang vorliegt.

Fig. 8a zeigt in Explosionsdarstellung eine Saugeinheit 10 mit dem Saugkörper 16, einer Montageplatte 168 und einer Saugglocke 6, an die ein Saugkorb 161 anschliesst. In dieser Ausgestaltung ist der Saugkörper 16 durch Schrauben oder Bolzen 167 mit einer Montageplatte 168 verbindbar. Die Montageplatte 168 weist einen Transferkanal 1683 auf, in den ein am Saugkörper 16 angeformter und an den Montagekanal 130 anschliessender Stutzen 165 einsetzbar ist. Ferner weist die Montageplatte 168 eine Auslassöffnung 1680 auf.

Die Saugglocke 6, die ebenfalls durch Schrauben oder Bolzen 167 mit der Montageplatte 168 verbindbar ist, weist einen Glockenraum 600 auf, in den der Saugkörper 16 einführbar ist. An die Unterseite der Saugglocke 6 schliesst der Saugkorb 161 an, der den Saugkanal 1600 umschliesst. Der Saugkorb 161 kann daher mit dem Saugkörper 16 oder mit der Saugglocke 6 einstückig verbunden oder verbindbar sein.

Fig. 8b zeigt eine Saugvorrichtung 1 mit der zusammengebauten Saugeinheit 10 von Fig. 8a mit dem Saugkörper 16, der in die Montageplatte 168 eingesetzt ist und der Saugglocke 6, die den Saugkörper 16 getrennt durch einen Rückführkanal 60 umschliesst und die mit der Montageplatte 168 verbunden ist. Der Saugkörper 16 ist nur mit der Montageplatte 168 verbunden und ragt derart in den Glockenraum 600 hinein, dass die Saugplatte 11 nur durch einen Ringschlitz 1616 vom Saugkorb 161 getrennt ist und dass zwischen der Innenwand der Saugglocke 6 und dem Saugkörper 16 nur der nach Wunsch dimensionierte Rückführkanal 60 freigehalten ist, welcher den Saugkörper 16 ringförmig umschliesst.

Von einer Luftdruckvorrichtung bzw. Mediendruckvorrichtung 95 kann daher ein Medium L durch die Saugeinheit 10 zirkuliert werden, welches im Saugkorb 161 einen Unterdrück erzeugt. Das von der Mediendruckvorrichtung 95 abgegebene Medium L verläuft durch den Einlasskanal 130 und die Eintrittskanäle 13 des Saugkörpers 16 bis zum Umlenkkopf 12 und wird dort durch den Umlenkkanal 110 (siehe Fig. 3d), über die Saugplatte 11, durch den Ringschlitz 1616, den Rückführkanal 60 und die wenigstens eine Auslassöffnung 1680 zurück zur Mediendruckvorrichtung 95 geführt. In einem Filter F, das innerhalb des Zirkulationskreises, vorzugsweise im Gebläse 95, vorgesehen ist, können Schmutzpartikel aus dem Medienstrom entnommen werden.

Aufgrund der Zirkulation des Mediums muss der Mediendruckvorrichtung 95 nur wenig Energie und kaum ein externes Medium Lx zugeführt werden. Die Saugvorrichtung 1 und die Saugeinheit 10 arbeiten mit maximaler Effizienz. Gleichzeitig wird das Medium L nicht nach aussen geführt, wodurch unerwünschte Einwirkungen auf den Arbeitsprozess und Prozessmaterialien vermieden werden. Die Saugglocke 6 schliesst zudem die Saugeinheit 10 ein, weshalb fremde Materialien kaum in die Saugeinheit 10 eindringen können; dies insbesondere dann, wenn die Kanalöffnung 1610 an die anzusaugenden Objekte P angepasst ist.

Die Saugvorrichtung 1 ist schematisch gezeigt und kann als Werkzeug ausgebildet sein, das manuell, durch einen Roboter oder durch eine weitere Antriebsvorrichtung bewegt wird.

Fig. 9a zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 8a mit dem Saugkörper 16, der in dieser Ausgestaltung einstückig durch den Saugkorb 161 mit der Saugglocke 6 verbunden ist. Der Saugkorb 161 ist zwischen dem Saugkörper 16 und der Wand der Saugglocke 6 mit schlitzförmigen Wandöffnungen 160 versehen, durch die das gasförmige Medium durch den Rückführkanal 60 zurück zur Auslassöffnung 1680 geführt wird.

Fig. 9b zeigt die zusammengebaute Saugeinheit 10 von Fig. 9a. Durch die einstückige Fertigung des Saugkörpers 16 und der Saugglocke 6 kann die Saugeinheit 10 kostengünstiger und präziser gefertigt werden.

Fig. 10a zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 8a mit dem Saugkörper 16, der einstückig mit der Montageplatte 168 verbunden ist. Fig. 10b zeigt die zusammengebaute Saugeinheit 10 von Fig. 10a. Durch die einstückige Fertigung des Saugkörpers 16 und der Montageplatte 168 kann die Saugeinheit 10 kostengünstig und präzise gefertigt werden.

Fig. 11a zeigt die Saugeinheit von Fig. 10a mit einer Saugglocke 6, die einen konisch geformten Saugkorb 161 mit einer kleinen Kanalöffnung 1610 zum Erfassen kleiner Objekte aufweist. Der Saugkorb 161 kann somit beliebig ausgeformt sein und vorteilhaft an die Arbeitsumgebung angepasst werden. Der Saugkorb 161 kann sich auch überproportional bzw. konkav nach unten verjüngen. Der Saugkorb 161 kann rotationssymmetrisch oder im Querschnitt z.B. auch etwa elliptisch ausgebildet sein.

Fig. 11b zeigt eine Saugvorrichtung 1 mit der Saugeinheit von Fig. 11a mit einer schlitzförmigen Kanalöffnung 1610, die an ein stabförmiges Objekt P angepasst ist. Durch diese Anpassung können Objekte P mit hohem Saugdruck sicher erfasst werden, ohne dass weitere Partikel aus dem Arbeitsbereich eingesaugt werden. Durch das angesaugte Objekt wird die angepasste Kanalöffnung 1610 verschlossen. Die hohe Effizienz der Saugeinheiten erlaubt es, ein kosteneffizientes und energieeffizientes Gebläse 95 einzusetzen, welches das Medium durch die Saugeinheit 10 treibt. Die als Handwerkzeug ausgebildete Saugvorrichtung 1 ist z.B. chirurgische Zwecke einsetzbar, um Gewebe oder chirurgische Werkzeuge zu manipulieren.

Fig. 11c zeigt die Kanalöffnung 1610 in vergrösserter Darstellung.

Fig. 12a zeigt die Saugeinheit von Fig. 10a mit einer Saugglocke 6, die an der Innenseite mehrere Trennelemente 1601 aufweist, die nach der Montage der Saugglocke 6 an den Saugkörper 16 anschliessen und Wandöffnungen 160 begrenzen. Fig. 12b zeigt die zusammengebaute Saugeinheit 10 von Fig. 12a. In dieser Ausgestaltung können Saugglocken 6 mit nach Wunsch dimensionierten Wandöffnungen 160 einfach hergestellt werden. Die Trennelemente 1601 können breit ausgebildet werden, um schmale Wandöffnungen 160 zu begrenzen, oder können schmal ausgebildet werden, um breite Wandöffnungen 160 begrenzen.

Fig. 13 zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 10a mit einer Saugglocke 6, die durch einen Bajonettverschluss mit entsprechenden Verschlusselementen 69, 169 mit der Montageplatte 168 verbindbar ist. Fig. 14 zeigt die Saugeinheit 10 von Fig. 10a mit einer Saugglocke 6, die durch einen Schraubverschluss mit entsprechenden Verschlusselementen bzw. Gewindeelementen 69, 169 mit der Montageplatte 168 verbindbar ist. Diese Saugeinheiten 10 können einfach zusammengebaut und wieder geöffnet werden, um Wartungsarbeiten durchzuführen.

Fig. 15 zeigt eine Saugeinheit 10 gemäss Fig. 6a, optional jedoch mit einer Umlenkeinheit 12, in Schnittdarstellung mit einem Saugkorb 161, der einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal 1600 umschliesst und der oben an die Saugplatte 11 und unten an eine Ringplatte 15, die untere Saugkanäle 151 aufweist, anschliesst.

Fig. 16 zeigt eine Saugeinheit 10 gemäss Fig. 6b, optional jedoch mit einer Umlenkeinheit 12, in Schnittdarstellung mit einem Saugkorb 161, der einen nach unten geöffneten Aufnahmekanal 1600 umschliesst und der oben an die Saugplatte 11 und unten an eine Ringplatte 15, die untere Saugkanäle 151 aufweist, anschliesst. Der Saugkorb 161 weist Wandöffnungen 160 auf, die mittels eines Verschlusselements 3 vorzugsweise einer Justierhülse 3 ganz oder teilweise abdeckbar sind. Die Justierhülse 3, die den Saugkörper 16 umschliesst, weist vorzugsweise ein Innengewinde auf, das zu einem Aussengewinde an der Aussenseite des Saugkörpers 16 korrespondiert. Die Gewindehülse kann daher einfach gedreht werden, um die Wandöffnungen 160 bedarfsweise zu verschliessen. Die Saugeinheit 10 kann daher bedarfsweise an aufzunehmende Objekte angepasst werden.

Alle Saugeinheiten, die mit einem Saugkorb versehen sind, können somit mit einer Umlenkeinheit 12 versehen sein oder auch nicht. Sofern keine Umlenkeinheit 12 vorgesehen ist, ist der Einlasskanal 130, über den das gasförmige Medium an die Eintrittskanäle 13 verteilt wird, unterhalb der Verteilstelle verschlossen. Der Saugkörper 16 kann den Einlasskanal 130 einstückig verschliessen. Alternativ kann der Einlasskanal oder Montagekanal 130 wahlweise durch einen Zapfen verschlossen werden, falls keine Umlenkeinheit montiert wird. Die Ringplatte 15 der Saugeinheiten 10 von Fig. 15 und Fig. 16, die an die Kanalöffnung 1610 des Saugkorbs 161 anschliesst, erlaubt die kontrollierte Aufnahme von Objekten in den Saugkorb 161 oder an den Rand bzw. die Kanalöffnung 1610 des Saugkorbs 161. Beim Absenken der Saugeinheiten 10 auf ein Objekt wird dieses mittels der Ringplatte 15 bzw. der radialen Strömung des Mediums entlang der Unterseite der Ringplatte 15 zentriert gehalten und kann kontrolliert senkrecht angehoben werden. Die unteren Saugkanäle 151 gewährleisten wiederum eine stete Medienströmung wenn ein Objekt kontaktiert und angesaugt wird. Die Saugkanäle 115 weisen wiederum einen Querschnitt oder einen Querschnittsverlauf auf, der an die aufzunehmenden Objekte angepasst ist. Innerhalb des Aufnahmekanals 1600 ist optional eine Zentrierungsvorrichtung 4 z.B. mit vier Fäden oder Drähten vorgesehen, mittels der das Objekt zentriert gehalten werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Saugeinheit (10), geeignet zum Ansaugen eines Objekts (P) nach dem

Bernoulli-Prinzip, umfassend einen Saugkörper (16) mit einer daran anschliessenden Saugplatte (11), die eine vom Saugkörper (16) abgewandte Frontseite aufweist, sowie mit wenigstens einem Eintrittskanal (13), durch den ein gasförmiges Medium durch den Saugkörper (16) zur Frontseite der Saugplatte (11) in einen Umlenkkanal (110) einführbar ist, der einerseits durch die Frontseite der Saugplatte (11) und andererseits durch einen Umlenkkopf (121) einer Umlenkeinheit (12) oder der einerseits durch die Frontseite der Saugplatte (11) und andererseits beim Ansaugen des Objekts (P) durch das Objekt (P) begrenzt ist, und durch den das gasförmige Medium nach aussen führbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugplatte (11) in der Mitte eine Umlenkkammer (115) aufweist, an die einerseits der wenigstens eine Eintrittskanal (13) und andererseits mehrere in die Saugplatte (11) eingesenkte Saugkanäle (111) anschliessen, die gegen den Rand der Saugplatte (11) verlaufen.

2. Saugeinheit (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanalquerschnitt wenigstens eines der Saugkanäle (111), vorzugsweise bei konstanter Breite der Saugkanäle (111), von innen nach aussen um einen Faktor erhöht, der vorzugsweise im Bereich von 1.5 - 10 liegt oder dass der Kanalquerschnitt wenigstens eines der

Saugkanäle (111) zumindest zwischen den Kanalenden der Saugkanäle (111) zumindest annähernd konstant ist und dass die Saugkanäle (111) nach Ankopplung einer Objekteinheit (P) peripher geöffnet oder verschlossen sind.

3. Saugeinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine mit einem Umlenkkopf (121) bestückte Umlenkkammer (115) oder das mehrere Umlenkkammern (115), von denen wenigstens einer ein Umlenkkopf (121) zugeordnet ist, und mehrere Saugkanäle (111) vorgesehen sind, wobei die Saugkanäle (111) einer der Umlenkkammern (115) oder individuell mehreren der Umlenkkammern (115) zugeordnet sind und gerade oder entlang einer Kurve verlaufend in die Saugplatte (11) eingesenkt sind.

4. Saugeinheit (10) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkörper (16) einstückig oder mehrere Saugkörpermodule (100) umfassend modular aufgebaut ist und dass jeder Umlenkkammer (115) mehrere Eintrittskanäle (13) zugeordnet sind, die in regelmässigen oder in unregelmässigen Abständen zueinander angeordnet sind und die innerhalb des Saugkörpers (16) geneigt nach aussen zur Saugplatte (11) hin verlaufen.

5. Saugeinheit (10) nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Saugkörper (16) einer oder mehrere Auslasskanäle (14) zu Auslassöffnungen (140) verlaufen, die verteilt innerhalb der Saugkanäle (111), ausserhalb der Saugkanäle (111) oder innerhalb und ausserhalb der Saugkanäle (111) vorzugsweise regelmässig verteilt angeordnet sind, durch die hindurch ein gasförmiges Medium in Richtung zur Saugplatte (11) führbar ist.

6. Saugeinheit (10) nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Rand der aus einem elastischen Material gefertigten Saugplatte (11) lamellenförmig und flexibel ausgebildet ist und/oder dass wenigstens eines der Teile der Saugeinheit (10), wie der Saugkörper (16), die Saugplatte (11), der Saugkorb (161), die Saugglocke (6), die Umlenkeinheit (12) und die Montageplatte (168), aus einem transparenten Material, wie Acryl, gefertigt sind.

7. Saugeinheit (10) nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkörper (16) mit einem Saugkorb (161) verbunden ist, dessen Innenseite an die Saugplatte (111) anschliesst oder dessen Innenseite von der Saugplatte (111) beabstandet ist, wobei der Saugkorb (161) einen Aufnahmekanal (1600) umschliesst, der eine Kanalöffnung (1610) aufweist, die derart dimensioniert ist, dass vereinzelte Objekte (P) in den Aufnahmekanal (1600) oder in

Einformungen (1611, 1612) an der Unterseite des Saugkorbs (161) einführbar sind.

8. Saugeinheit (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der

Saugkörper (16) mit einer Saugglocke (6) verbunden ist, die den

Saugkörper (16) getrennt durch einen Rückführkanal (60) umschliesst, welcher Rückführkanal (60) auf einer Seite in den mit der Saugglocke (6) vorgesehenen Saugkorb (161) und auf einer anderen Seite in wenigstens eine Auslassöffnung (1680) einmündet, die in der Wand der Saugglocke (6) oder in einer Montageplatte (168) vorgesehen ist, die mit der Saugglocke (6) und dem Saugkörper (16) verbunden ist.

9. Saugeinheit (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugkorb (161) mit wenigstens einer Wandöffnung (160) versehen ist, die stets geöffnet oder durch ein Verschlusselement (3), wie eine Gewindehülse, ganz oder teilweise abschliessbar ist.

10. Saugeinheit (10) nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalöffnung (1610) des Saugkorbs (161) von einer senkrecht oder geneigt zum Saugkorb (161) ausgerichteten Ringplatte (15) umschlossen ist, die an der vom Saugkorb (161) abgewandten Unterseite Saugkanäle 115 aufweist, die in die Ringplatte (15) eingesenkt sind und einen konstanten oder sich ändernden

Querschnittsverlauf aufweisen.

11. Saugeinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Saugkorbs (161) eine Zentrierungsvorrichtung (4) mit vorzugsweise konisch ausgerichteten Zentrierungselementen (41, 410, 42) vorgesehen ist, die mit der

Umlenkeinheit (12), dem Saugkörper (16) oder dem Saugkorb (161) verbunden ist.

12. Saugeinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass der vorzugsweise achssymmetrisch ausgebildete Umlenkkopf (121) auf der der Saugplatte (11) zugewandten Seite eine umlaufende nutförmige Vertiefung (120) aufweist, die vorzugsweise gerundet gegen den Rand des Umlenkkopfs (121) verläuft und/oder dass die Umlenkeinheit (12) ein an den Umlenkkopf (121) anschliessendes vorzugsweise zapfenförmiges Montageelement (122) aufweist, das in einem Montagekanal (130B) oder einem Einlasskanal (130), von dem die Eintrittskanäle (13) abzweigen, gehalten ist.

13. Saugvorrichtung (1) mit wenigstens einer Saugeinheit (10) nach einem der Ansprüche 1-12 mit einer Mediendruckvorrichtung (95), wie einer

Druckpumpe oder einem Gebläse mit einem Propeller, zur Erzeugung eines Stromes eines gasförmigen Mediums, welches durch die

Saugeinheit (10) hindurchführbar oder hindurchführbar und durch einen

Rückführkanal zur Druckvorrichtung (95) rückführbar ist.

14. Saugvorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verteilvorrichtung (2) vorgesehen ist, die in der Art eines Quaders, eines Zylinders oder eines Zylindersegments ausgebildet ist, und die mehrere vorzugsweise gleichmässig verteilt angeordnete Saugeinheiten (10) hält, denen Druckluft gemeinsam über wenigstens einen Verteilkanal (20) oder individuell über wenigstens eine Druckleitung (70A, 70B) zuführbar ist.

15. Saugvorrichtung (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilvorrichtung (2) Aufnahmekämmern (21), die je durch wenigstens eine Kammeröffnung (210) gegen den Verteilerkanal (20) geöffnet sind und in denen je eine Saugeinheit (10) angeordnet ist, die durch einen Dichtungsring (24) dicht abschliessend am Rand der Kammeröffnung (210) anliegt und die durch ein Arretierelement (25) am Dichtungsring (24) anliegend lösbar gehalten ist.