CH705530A2

CH705530A2 - Device for interrupting power supply via pneumatic tubular string, and for use in arrangement, has tubular string in region of device, and has one or more circumferential openings, which are distributed symmetrically over circumference

Info

Publication number: CH705530A2
Application number: CH01465/11A
Authority: CH
Inventors: Marcel Kanter; Hans Andrea Schuler
Original assignee: Veltru Ag
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2013-04-15

Abstract

The device has a tubular string (5) in the region of the device, and has one or more circumferential openings, which are distributed symmetrically over the circumference. The openings are disposed by the concentric tubular string to be conducted respectively by closed tubular slide (7). The flow resistance of the openings is smaller than the flow resistance of the tubular string to be interrupted, where cross-sectional area of the tubular slide essentially corresponds to the cross section of the tubular string.

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die Erfindung betrifft ein Pneumatik-Ventil, insbesondere für das Unterbrechen der Vakuumversorgung von vakuumtechnischen Greifern. Im unterbruchsfreien Zustand soll der Strömungswiederstand des Ventils kleinstmöglich sein. Die Schaltzeit des Ventils soll weitgehend unabhängig von den herrschenden Drücken sein. Diese Anforderung haben insbesondere schnelle Pick-and-Place Aufgaben mit Produkten, welche nicht dichtend gefasst werden können. The invention relates to a pneumatic valve, in particular for interrupting the vacuum supply of vacuum grippers. In interruption-free state, the flow resistance of the valve should be as small as possible. The switching time of the valve should be largely independent of the prevailing pressures. In particular, this requirement has rapid pick-and-place tasks with products that can not be summarized.

Stand der TechnikState of the art

[0002] Aus EP 000 002 236 876 A2 sind Vorrichtungen bekannt, welche schnelle und vom vorherrschenden Druck unabhängige Schaltzeiten erlauben und grosse Volumenströme durch das offene Ventil ermöglichen. Die Unabhängigkeit vom Druck wird dabei durch möglichst ausgeglichene Beaufschlagung der bewegten Schieber ermöglicht, so dass sich die resultierenden Kräfte aufheben. From EP 000 002 236 876 A2 devices are known which allow fast and independent of the prevailing pressure switching times and allow large volume flows through the open valve. The independence from the pressure is thereby made possible by balanced as possible loading of the moving slide, so that cancel the resulting forces.

[0003] Diese Ventile gemäss dem Stand der Technik verschliessen beim Schaltvorgang den pneumatischen Weg zum Greifer, bilden dadurch aber auch immer ein strömungstechnisches Hindernis. Um einen geringen Strömungswiderstand zu bieten, bauen die Ventile gross und schwer. Aufgrund der geforderten Genauigkeiten für die Ausführung sind die Ventile zudem teuer. These valves according to the prior art close during the switching process, the pneumatic path to the gripper, but thereby always form a fluidic obstacle. To provide a low flow resistance, the valves build big and heavy. Due to the required accuracy of execution, the valves are also expensive.

[0004] In der Pick-and-Place Praxis sind strömungsoptimierte Ventile vor allem für nicht dicht fassbare Produkte relevant. Die Kraft auf das zu greifende Objekt wird wie bei einem Staubsauger über einen dynamischen Differenzdruck im Volumenstrom erzeugt. Als Vakuumerzeuger werden in diesen Fällen meist Seitenkanalverdichter eingesetzt. Um eine Überhitzung des Seitenkanalverdichters zu verhindern, muss der Verdichter einen Volumenstrom ansaugen können, der wiederum die durch Verluste entstehende Wärme abführt. Schliesst ein Ventil den Rohrstrang zum Greifer komplett ab, muss über ein Sicherheitsventil Fremdluft zugeführt werden. In the pick-and-place practice, flow-optimized valves are especially relevant for products that are not tightly graspable. The force on the object to be gripped is generated as in a vacuum cleaner via a dynamic differential pressure in the flow. As vacuum generators, side channel blowers are usually used in these cases. To prevent overheating of the side channel compressor, the compressor must be able to suck in a volume flow, which in turn dissipates the heat generated by losses. If a valve closes off the pipe string to the gripper completely, external air must be supplied via a safety valve.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[0005] Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Abschaltung respektive massiven Reduktion des Unterdrucks und Strömungsvolumens in einem abgehenden Rohrstrang zu schaffen, welche gleichzeitig im ausgeschalteten Zustand minimale Druckverluste verursacht und im eingeschalteten Zustand dem versorgenden Rohrstrang die benötigte Fremdluft zuführt. It is therefore an object of the invention to provide a device for shutdown respectively massive reduction of the negative pressure and flow volume in an outgoing pipe string, which causes the same time in the off state minimal pressure losses and supplying the required extraneous air in the on state the supplying pipe string.

[0006] Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Statt den Rohrstrang zu verschliessen, wird direkt ein Bypass freigeschalten, so dass die Energiezufuhr zum Rohrstrang unterbunden wird. Dabei bleibt der Rohrstrang selber offen und kann über den genannten Bypass gleichzeitig belüftet werden. Um die entsprechende Wirkung zu erzielen, muss der Strömungswiderstand vom Bypass ähnlich oder vorzugsweise geringer als der Strömungswiderstand des Rohrstrangs zum Greifer sein. This object is achieved by a device having the features of claim 1. Instead of closing the pipe string, a bypass is released directly, so that the power supply to the pipe string is suppressed. In this case, the pipe string itself remains open and can be vented simultaneously via the said bypass. In order to achieve the corresponding effect, the flow resistance from the bypass must be similar or preferably lower than the flow resistance of the pipe string to the gripper.

[0007] Um den Schieber des Ventils schnell und vor allem unabhängig vom vorherrschenden Druck im Rohrstrang schalten zu können, sollten sich die auf den Schieber wirkenden pneumatischen Kräfte möglichst aufheben. Bei einem dünnwandigen, rohrförmigen Schieber mit im Gehäuse umlaufenden oder symmetrisch angeordneten Austrittsöffnungen summieren sich die Kräfte aufgrund der zylindrischen Anordnung zu Null. Die Kraft für die Bewegung des Schiebers beschränkt sich somit auf die zu überwindende mechanische Trägheit, Reibung und die geringen, auf den Rohrstirnflächen wirkenden Kräfte. Die Reibung kann durch entsprechende Materialwahl gering gehalten werden. Vorzugsweise entspricht der Innendurchmesser des Schiebers im Wesentlichen (+/-10%) dem Innendurchmesser des Rohrstrangs, damit die Vorrichtung im geschlossenen Zustand keinen nennenswerten zusätzlichen Strömungswiderstand bietet. In order to switch the slide of the valve quickly and, above all, independent of the prevailing pressure in the tubing, the forces acting on the slider pneumatic forces should cancel as possible. In a thin-walled, tubular slide with circulating in the housing or symmetrically arranged outlet openings, the forces add up to zero due to the cylindrical arrangement. The force for the movement of the slider is thus limited to the mechanical inertia, friction and the small forces acting on the pipe end surfaces to be overcome. The friction can be kept low by appropriate choice of material. Preferably, the inner diameter of the slide substantially (+/- 10%) corresponds to the inner diameter of the tubing string, so that the device in the closed state provides no significant additional flow resistance.

[0008] Die Erfindung erlaubt, die Funktionen des Schalt- und Sicherheitsventils in einer einfachen Konstruktion zu vereinen, was eine günstigere Ausführung gestattet. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Insbesondere können die Bypass-Öffnungen zur Schalldämmung oder zur Versorgung mit definierter Luftqualität über einen entsprechenden Kanal in eine weitere Leitung gelenkt werden. The invention allows to combine the functions of the switching and safety valve in a simple construction, which allows a more favorable design. Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims. In particular, the bypass openings for sound insulation or to supply with defined air quality can be directed via a corresponding channel in another line.

[0009] Diese Vorrichtung eignet sich insbesondere für eingangs erwähnte schnelle Pick&Place Anwendungen mit Produkten, welche nicht dichtend gehalten werden können. This device is particularly suitable for the above-mentioned fast pick & place applications with products that can not be kept sealed.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

[0010] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, welches in der beiliegenden Zeichnung, Fig. 1 ́ im Schnitt dargestellt ist, erläutert. In the following, the subject invention based on a preferred embodiment, which is shown in the accompanying drawings, Fig. 1 in section, explained.

[0011] Der Rohrstrang zwischen dem Seitenkanalverdichter als Vakuumerzeuger und dem Robotergreifer kann an einer definierten Stelle ein erfindungsgemässes Ventil enthalten. Dieses kann aus einen Gehäuse 1 und einer Gegenplatte 2 bestehen, welche eine koaxiale Bohrung 3 und je einen Anschluss für den Rohrstrang 5,6 aufweisen. Das Gehäuse und die Gegenplatte sind senkrecht zur Bohrung parallel beabstandet montiert. In der Bohrung des Gehäuses wird ein rohrförmiger Schieber 7 geführt. Der Schieber kann bis auf die Gegenplatte geschoben werden und schliesst in dieser Stellung die Ventileinheit zu einem dichten Element des Rohrstrangs ab. Der Schieber kann zum Gehäuse bewegt werden und öffnet damit den Rohrsträng zur Umgebung. Die Bewegung des Schiebers kann durch einen aussen am Gehäuse angebrachten Pneumatikzylinder 8 erfolgen, welcher über einen Mitnehmer 9 mit dem Schieber verbunden ist. The tubing between the side channel compressor as a vacuum generator and the robot gripper can contain a valve according to the invention at a defined location. This may consist of a housing 1 and a counter-plate 2, which have a coaxial bore 3 and a respective connection for the tubing 5.6. The housing and the counter plate are mounted perpendicular to the bore spaced parallel. In the bore of the housing, a tubular slide 7 is guided. The slide can be pushed up to the counter plate and closes in this position the valve unit to a dense element of the pipe string. The slide can be moved to the housing and thus opens the pipe string to the environment. The movement of the slide can be effected by a pneumatic cylinder 8 mounted on the outside of the housing, which is connected via a driver 9 with the slider.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0012] <tb>1<sep>Gehäuse <tb>2<sep>Gegenplatte <tb>3<sep>Bohrung <tb>5<sep>Rohrstrang zum Vakuumerzeuger <tb>6<sep>Rohrstrang zum Robotergreifer <tb>7<sep>Schieber <tb>8<sep>Pneumatikzylinder (Aktuator) <tb>9<sep>Mitnehmer[0012] <Tb> 1 <sep> Housing <Tb> 2 <sep> counterplate <Tb> 3 <sep> Hole <tb> 5 <sep> Pipeline to the vacuum generator <tb> 6 <sep> Pipeline to robot gripper <Tb> 7 <sep> slide <tb> 8 <sep> pneumatic cylinder (actuator) <Tb> 9 <sep> driver

Claims

1. A device for interrupting the pneumatic power supply via a pipe string, characterized - That the pipe string in the region of the device has one or more as possible circumferential or symmetrically distributed over the circumference openings and - That these openings can be released or closed by a pipe run concentrically out, tubular slide.

2. Device according to claim 1, characterized in that the flow resistance of these openings is smaller than the flow resistance of the pipe string to be interrupted.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-sectional area of the tubular slide substantially corresponds to the line cross-section of the pipe string.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the slide is arranged axially movable.

5. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the slide is arranged rotatably about an axis.

6. Apparatus according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the openings are open to the environment and thus with ambient pressure (atmospheric pressure) are applied.

7. Apparatus according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that the openings are connected to a further line.

8. Apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that the slide is actuated directly electromechanically.

9. Apparatus according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that the slide is pneumatically actuated via a pilot valve.

10. Arrangement with a robot and a vacuum generator for moving an object in space with a pneumatic gripper element, characterized in that the arrangement comprises the device for interrupting the vacuum supply according to the features of one of the claims 1 to 9.