DE102007059530A1

DE102007059530A1 - Vakuumsaugvorrichtung

Info

Publication number: DE102007059530A1
Application number: DE102007059530A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Tsukubamirai Fukano; Shoichi Tsukubamirai Makado
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2006-12-20
Filing date: 2007-12-11
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2027-12-12
Also published as: DE102007059530B4; CN100581755C; TWI353907B; US20080150207A1; JP4582484B2; KR20080058240A; CN101204814A; US7637548B2; JP2008151097A; KR100917222B1; TW200829371A

Abstract

Ein Schaltventil (14) ist zwischen einer Druckfluidzufuhrquelle (12) und einem Ejektor (16) in einer Vakuumsaugvorrichtung (10) vorgesehen. Ein Zufuhranschluss (24) des Schaltventils (14) ist mit der Druckfluidzufuhrquelle (12) verbunden. Ein Auslassanschluss (26) des Schaltventils (24) ist mit dem Ejektor (16) verbunden. Wenn Saugnäpfe (20a, 20b, 20c) ein Werkstück ansaugen und ein Unterdruck konstant wird, wird ein Ventilkörper (34) durch einen Unterdruck, der durch einen Vakuumanschluss (28) zu dem Schaltventil (14) zugeführt wird, verschoben, so dass die Verbindung zwischen dem Zufuhranschluss (24) und dem Auslassanschluss (26) blockiert wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumsaugvorrichtung für die Zufuhr eines Unterdruckes zu einer Betätigungsvorrichtung, wie einem Saugnapf oder dergleichen.
Bisher sind beispielsweise Vakuumsaugvorrichtungen bekannt, die in Werkstücktransportmechanismen, Positioniermechanismen und dergleichen eingesetzt werden. Eine solche Vakuumsaugvorrichtung, wie sie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 11-226679 A beschrieben ist, umfasst einen Ejektor, der aus einem zugeführten Druckfluid einen Unterdruck erzeugt, wobei der Ejektor mit einem Saugmechanismus verbunden ist, der aus einem Saugnapf oder dergleichen besteht. Durch den über den Ejektor erzeugten Unterdruck wird ein Werkstück mit Hilfe des Saugmechanismus angesaugt. Außerdem wird ein Transport des Werkstückes durchgeführt, wobei das Werkstück in dem angezogenen Zustand verschoben wird. Das Werkstück wird an einer festgelegten Position freigegeben, indem der Ansaugzustand, in dem das Werkstück angezogen wird, aufgehoben wird.
Bei dieser Art von Vakuumsaugvorrichtung wird auch nachdem das Werkstück durch den Saugmechanismus angezogen wurde, das Druckfluid kontinuierlich mit einer festen Menge dem Ejektor zugeführt, um in dem Ejektor einen Unterdruck zu erzeugen. Da das Werkstück aber durch den Saugmechanismus bereits angesaugt wird, wird die weitere Zufuhr des Unterdruckes von dem Ejektor nicht benötigt und das dem Ejektor zugeführte Druckfluid wird ohne Bedarf verbraucht. Anders ausgedrückt ist bei einer herkömmlichen Vakuumsaugvor richtung normalerweise eine feste Menge des Druckfluides erforderlich, die kontinuierlich zugeführt wird, unabhängig von dem Unterdruckzustand, der dem Saugnapf zugeführt wird.
Dementsprechend besteht in jüngerer Zeit der Bedarf, die Menge des verbrauchten Druckfluides zu verringern und die Energie zu reduzieren, die erforderlich ist, um ein Werkstück durch Ansaugen anzuziehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vakuumsaugvorrichtung mit einem einfachen Aufbau vorzuschlagen, mit welcher ein übermäßiger Verbrauch an Druckfluid bei einem Zustand, in dem ein Werkstück angesaugt wird, verhindert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindungen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung einer Vakuumsaugvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 ist eine schematische Ansicht eines Fluidkreises der Vakuumsaugvorrichtung gemäß 1,
3 ist ein Schnitt durch ein Schaltventil, das ein Element der Vakuumsaugvorrichtung gemäß 1 bildet,
4 ist ein Schnitt, der einen Zustand darstellt, in dem ein Ventilkörper des Schaltventils gemäß 2 verschoben ist, um die Verbindung zwischen einem Zufuhranschluss und einem Auslassanschluss zu blockieren,
5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Menge an verbrauchtem Druckfluid in der Vakuumsaugvorrichtung und der Anziehungszeit darstellt, und
6 ist eine schematische Darstellung einer Vakuumsaugvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine Vakuumsaugvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Vakuumsaugvorrichtung 10, wie sie in den 1 bis 4 dargestellt ist, umfasst eine Druckfluidzufuhrquelle 12 für die Zufuhr eines Druckfluides, ein Schaltventil (Schaltmechanismus) 14, mit dem ein Zufuhrzustand des Druckfluides von der Druckfluidzufuhrquelle 12 geschaltet wird, einen Ejektor (Vakuumgenerator) 16, der mit dem Schaltventil 14 verbunden ist und mit dem aus dem Druckfluid ein Unterdruck (Vakuumdruck) erzeugt werden kann, Vakuumunterbrechungsventile 18a, 18b, 18c, die dazu führen, dass der durch den Ejektor 16 erzeugte Unterdruck auf Umgebungsdruck zurückgeführt wird, Saugnäpfe (Saugelemente) 20a, 20b, 20c, die mit den Vakuumunterbrechungsventilen 18a, 18b, 18c verbunden sind und ein Werkstück (nicht dargestellt) durch Ansaugen mit Hilfe des zugeführten Unterdruckes anziehen, und eine Auslasseinheit 22, über welche das in den Ejektor 16 eingeführte Druckfluid nach außen abgelassen wird.
Nachfolgend wird ein Fall erläutert, in dem, wie in den 1 und 2 dargestellt ist, die Vakuumunterbrechungsventile 18a, 18b, 18c und die Saugnäpfe 20a, 20b, 20c jeweils parallel geschaltet mit einem Unterdruckdurchgang 52 verbunden sind.
Wie in den 3 und 4 dargestellt ist, umfasst das Schaltventil 14 einen Ventilkörper (Körper) 30 mit einem Zufuhranschluss (erster Anschluss) 24, einem Auslassanschluss (zweiter Anschluss) 26 und einem Vakuumanschluss (dritter Anschluss) 28.
Das Schaltventil 14 umfasst außerdem einen Ventilkörper 34, der verschiebbar durch einen zylindrischen Körper 32, welcher innerhalb des Ventilkörpers 30 angebracht ist, vorgesehen ist, eine Einstellschraube (Einstellmechanismus) 36, durch welche der Verschiebungsweg des Ventilkörpers 34 eingestellt werden kann, und eine zwischen dem Ventilkörper 34 und der Einstellschraube 36 angeordnete Feder 38.
Eine Durchgangsöffnung 40, die sich in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) erstreckt, ist im Inneren des Ventilkörpers 30 ausgebildet. Der zylindrische Körper 32 und der Ventilkörper 34 sind innerhalb der Durchgangsöffnung 40 angeordnet. Die Durchgangsöffnung 40 öffnet sich zu einer Endseite (in der Richtung des Pfeils A) des Ventilkörpers 30 und steht außerdem über einen Einlass/Auslassanschluss 42, der in der anderen Endseite (in der Richtung des Pfeils B) des Ventilkörpers 30 ausgebildet ist, mit der Umgebung in Verbindung. Außerdem ist eine Abdeckplatte 46, in welcher eine Gewindeöffnung 44 vorgesehen ist, an einem Ende des Ventilkörpers 30 angebracht, wobei das eine Ende der Durchgangsöffnung 40 durch die Abdeckplatte 46 verschlossen wird.
Der Zufuhranschluss 24 öffnet sich zu einer Seitenfläche des Ventilkörpers 30 und steht mit der Durchgangsöffnung 40 in Verbindung. Der Zufuhranschluss 24 ist über einen Zufuhrdurchgang 48 mit der Druckfluidzufuhrquelle 12 verbunden.
Außerdem öffnet sich der Auslassanschluss 26 zu der anderen Seitenfläche des Ventilkörpers 30, so dass er mit der Durchgangsöffnung 40 in Verbindung steht. Der Auslassanschluss 26 ist im Wesentlichen mittig in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) in dem Ventilkörper 30 angeordnet. Der Auslassanschluss 26 steht über den Auslassdurchgang 50 mit dem Ejektor 16 in Verbindung.
Außerdem ist an der einen Seitenfläche des Ventilkörpers 30 der Vakuumanschluss 28 ausgebildet, der einen festgelegten Abstand von dem Zufuhranschluss 24 aufweist. Der Vakuumanschluss 28 steht mit der Durchgangsöffnung 40 in Verbindung und ist über den Unterdruckdurchgang 52 mit den Vakuumunterbrechungsventilen 18a, 18b, 18c verbunden.
Der zylindrische Körper 32 ist so angeordnet, dass er an einer inneren Umfangsfläche der Durchgangsöffnung 40 anliegt. Eine erste Aussparung 54, die dem Zufuhranschluss 24 zugewandt ist, eine zweite Aussparung 56, die dem Auslassanschluss 26 zugewandt ist, und eine dritte Aussparung 58, die dem Vakuumanschluss 28 zugewandt ist, sind an der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 32 vorgesehen. Die ersten bis dritten Aussparungen 54, 56, 58 sind um eine festgelegte Tiefe ringförmig gegenüber der äußeren Umfangsfläche zurückgesetzt.
Außerdem sind Verbindungsdurchgänge 60a, 60b, 60c, die durch den zylindrischen Körper 32 hindurch zu dessen innerer Umfangsseite durchtreten, jeweils in den ersten bis dritten Aussparungen 54, 56, 58 ausgebildet. Die äußeren und inneren Umfangsseiten des zylindrischen Körpers 32 stehen über die Verbindungsdurchgänge 60a, 60b, 60c in Verbindung miteinander.
Außerdem ist ein Paar von Dichtelementen 62a, 62b jeweils in Ringnuten angeordnet, die an der äußeren Umfangsfläche des Zylinderkörpers 32 an beiden Seiten der ersten und dritten Aussparungen 54, 58 ausgebildet sind. Die Dichtelemente 62a, 62b liegen an äußeren Seiten des Zufuhranschlusses 24 und des Vakuumanschlusses 28 in der Durchgangsöffnung 40 an. Hierdurch wird mit Hilfe der Dichtelemente 62a, 62b eine Leckage von Druckfluid, das zwischen dem Ventilkörper 30 und dem zylindrischen Körper 32 hindurch tritt, verhindert.
Im Einzelnen gibt es keine Leckage des von dem Zufuhranschluss 24 den ersten Aussparungen 54 zugeführten Druckfluides nach außen. Außerdem wird auch eine Leckage des Unterdruckes, der durch den Unterdruckdurchgang 52 in den Vakuumanschluss 28 eingeführt wird, nach außen verhindert.
Der Ventilkörper 34 ist so angeordnet, dass er an der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 32 anliegt. Ein Ende des Ventilkörpers 34, das als zylindrische Säule ausgebildet ist, ist in die andere Endseite (in der Richtung des Pfeils B) des Ventilkörpers 30, die den Zufuhranschluss 24 aufweist, eingesetzt. Das andere Ende des Ventilkörpers 34 ist der einen Endseite (in der Richtung des Pfeils A) des Ventilkörpers 30 zugewandt und hat eine offene zylindrische Form, wobei in seinem Inneren ein Federaufnahmeelement 64 vorgesehen ist.
Außerdem ist eine ringförmige Aussparung 66, die der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Körpers 32 zugewandt ist, an einem im Wesentlichen mittigen Bereich des Ventilkörpers 34 ausgebildet. Die ringförmige Aussparung 66 weist eine festgelegte Breite in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) des Ventilkörpers 34 auf und eine festgelegte Tiefe gegenüber einer äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers 34. Die Breite der ringförmigen Aussparung 66 ist so gewählt, dass die ringförmige Aussparung 66 jeweils sowohl dem Zufuhranschluss 24 als auch dem Auslassanschluss 26 zugewandt ist, wobei ihre Größe so ist, dass die Anschlüsse miteinander verbunden werden.
Die Einstellschraube 36 hat einen Gewindeabschnitt 68, der in Gewindeeingriff mit einer Gewindeöffnung 44 der Abdeckplatte 46 steht, einen Flanschabschnitt 70, der innerhalb der Durchgangsöffnung 40 angeordnet ist und dessen Breite sich radial nach außen erweitert, sowie einen Führungsabschnitt 72, dessen Durchmesser gegenüber dem Flanschabschnitt 70 verringert ist und der sich zu der Seite des Ventilkörpers 34 erstreckt. Ein Dichtungsring 74 ist in einer Ringnut an der äußeren Umfangsfläche des Flanschabschnittes 70 angebracht. Durch Drehen der Einstellschraube 36 wird außerdem die Einstellschraube 36 durch Eingriff des Gewindeabschnitts 68 in die Gewindeöffnung 44 der Abdeckplatte 46 so verschoben, dass sie sich in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) vorwärts und rückwärts bewegt.
Außerdem ist die Feder 38 an dem Flanschabschnitt 70 zwischen dem Flanschabschnitt 70 und dem Federaufnahmeelement 64 des Ventilkörpers 34 angebracht. Die elastische Kraft der Feder 38 wird in einer Richtung (der Richtung des Pfeils B) aufgebracht, in welcher der Ventilkörper 34 von der Einstellschraube 36 weggedrückt wird. Da die Feder 38 durch Drehen der Einstellschraube 36 zu dem Ventilkörper 34 (in der Richtung des Pfeils B) und axiales Verschieben der Einstellschraube 36 zusammengedrückt wird, kann die Druckkraft auf die Feder 38 geändert werden. Dadurch ist die von der Feder 38 auf den Ventilkörper 34 ausgeübte elastische Kraft einstellbar.
Außerdem wird die Feder 38 in der axialen Richtung (der Richtung der Pfeile A und B) geführt, indem sie auf die äußere Umfangsseite des Führungsabschnittes 72 der Einstellschraube 36 aufgesetzt ist.
Der Ejektor 16 ist über den Auslassdurchgang 50 mit der stromabwärtsseitigen Seite des Schaltventils 14 verbunden. Das Druckfluid, das durch den Auslassanschluss 26 des Schaltventils 14 herausgeführt wurde, wird in den Ejektor 16 eingeführt. Der in dem Ejektor 16 erzeugte Unterdruck tritt durch den Unterdruckdurchgang 52 und wird zu den Vakuumunterbrechungsventilen 18a, 18b, 18c gerichtet. Gleichzeitig tritt das Druckfluid durch den Auslassdurchgang 76 und wird zu der Auslasseinheit 22 gerichtet, von welcher es nach außen abgeführt wird.
Außerdem ist ein Kontrollventil 78 (vgl. 2) zwischen dem Ejektor 16 und den Vakuumunterbrechungsventilen 18a, 18b, 18c angeordnet, wobei das Kontrollventil 78 durch den von dem Ejektor 16 erzeugten Unterdruck in einen geöffneten Zustand versetzt wird. Dadurch ermöglicht der Unterdruckdurchgang 52, welcher den Ejektor 16 mit den Vakuumunterbrechungsventilen 18a, 18b, 18c verbindet, eine Verbindung zwischen diesen Elementen.
Die Vakuumsaugvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschrieben aufgebaut. Als nächstes werden die Betriebs- und Wirkungsweisen der Vakuumsaugvorrichtung 10 erläutert.
Zunächst tritt durch Zufuhr eines Druckfluides von der Druckfluidzufuhrquelle 12 zu dem Zufuhrdurchgang 48 das Druckfluid durch den Zufuhranschluss 24 und wird in das Innere der Durchgangsöffnung 40 des Schaltventils 14 eingeführt. Aufgrund der elastischen Kraft der Feder 38 wird das in den Zufuhranschluss 24 eingeführte Druckfluid zu dem Auslassanschluss 26 geführt, wobei es durch die ringförmige Aussparung 66 des Ventilkörpers 34 hindurch tritt, weil der Ventilkörper 34 in einer Richtung (in der Richtung des Pfeils B) verschoben wird, in der er sich von der Einstellschraube 36 entfernt. Das Druckfluid tritt dann durch den Auslassdurchgang 50 und wird dem Ejektor 16 zugeführt.
Da in diesem Fall der Vakuumanschluss 28 durch den Ventilkörper 34 verschlossen wird und in einem Zustand ist, in dem er nicht mit dem Zufuhranschluss 24 und dem Auslassanschluss 26 in Verbindung steht, fließt das Druckfluid nicht durch den Vakuumanschluss 28.
Außerdem tritt der Unterdruck, der in dem Ejektor 16 erzeugt wurde, durch den Unterdruckdurchgang 52, erreicht die jeweiligen Vakuumunterbrechungsventile 18a, 18b, 18c und wird jeweils den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c zugeführt. Als Folge hiervon wird ein oder mehrere Werkstücke (nicht dargestellt) durch die Saugnäpfe 20a, 20b, 20c angesaugt und gehalten.
Andererseits wird das Druckfluid, das dem Ejektor 16 zugeführt wurde, nachdem es durch den Auslassdurchgang 76 hindurch getreten ist und zu der Auslasseinheit 22 geführt wurde, nach außen abgelassen.
Nachdem das Werkstück durch die Saugnäpfe 20a, 20b, 20c angezogen wurde, wird als nächstes der Druck in dem Unterdruckdurchgang 52, dem der Unterdruck zugeführt wird, größer, da der Unterdruck relativ zu dem eingestellten Druck, mit welchem das Werkstück angesaugt werden kann, ansteigt. Als Folge hiervon wird der Unterdruck, der durch den Vakuumanschluss 28 des Schaltventils 14, welches mit dem Unterdruckdurchgang 52 verbunden ist, hindurch tritt, der Durchgangsöffnung 40 zugeführt, so dass der Ventilkörper 34 entgegen der Rückstellkraft der Feder 38 zu der Seite der Einstellschraube 36 (in der Richtung des Pfeils A) gezogen wird (vgl. 4). Als Folge hiervon wird der Zufuhranschluss 24 durch das eine Ende des Ventilkörpers 34 blockiert und die Verbindung zwischen dem Zufuhranschluss 24 und dem Auslassanschluss 26 wird unterbrochen. Aus diesem Grunde wird die Zufuhr des Druckfluides, welches durch den Zufuhranschluss 24 und den Auslassanschluss 26 zu dem Ejektor 16 hindurch tritt, unterbrochen, und der Unterdruck in den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c, die das Werkstück anziehen, wird auf einem im Wesentlichen konstanten Druck gehalten (siehe die durchgezogene Linie in 5).
Mit Bezug auf 5 soll die Beziehung zwischen der verbrauchten Menge an Druckfluid und der Anziehungszeit, mit der das Werkstück durch die Saugnäpfe der Vakuumsaugvorrichtung angezogen wird, kurz erläutert werden. Die durchgezogene Linie C in 5 zeigt die Eigenschaften der Vakuumsaugvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung, während die gestrichelte Linie D in 5 die Eigenschaften einer herkömmlichen Vakuumsaugvorrichtung zeigt.
Bei der herkömmlichen Vakuumsaugvorrichtung, wie sie durch die gestrichelte Linie D in 5 dargestellt wird, erkennt man, dass bei einer Zunahme der Anziehungszeit, mit welcher das Werkstück durch den Saugnapf angezogen wird, die verbrauchte Menge des Druckfluides proportional ansteigt. Anders ausgedrückt wird auch dann, wenn der Saugnapf das Werkstück bereits anzieht, das Druckfluid weiter unverändert zugeführt.
Im Gegensatz dazu wird bei der Vakuumsaugvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform in einem Zustand, in dem das Werkstück durch die Saugnäpfe 20a, 20b, 20c angezogen wird, als Folge des Schattens des Schaltventils 14 die Zufuhr des Druckfluides unterbrochen, so dass auch bei einer Steigerung der Anziehungszeit durch die Saugnäpfe 20a, 20b, 20c die verbrauchte Menge an Druckfluid im Wesentlichen konstant bleibt, wie es durch die durchgezogene Linie in 5 gezeigt ist.
Außerdem kann die elastische Kraft der Feder 38 bei Bedarf eingestellt werden, indem die Einstellschraube 36 gedreht und verschoben wird, um den Abstand zwischen der Einstellschraube 36 und dem Ventilkörper 34 einzustellen.
Beispielsweise wird in einem Fall, in dem angestrebt ist, den eingestellten Druck des den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c zugeführten Unterdruckes zu erhöhen, die Einstellschraube 36 so eingeschraubt, dass sie zu dem Ventilkörper 34 (in der Richtung des Pfeils B) verschoben wird. Durch Komprimieren der Feder 38 zwischen der Einstellschraube 36 und dem Ventilkörper 34 kann dadurch die durch die Feder 38 erzeugte Rückstellkraft erhöht werden.
Als Folge hiervon ist eine größere Verschiebungskraft erforderlich, wenn der Ventilkörper 34 entgegen der Rückstellkraft der Feder 38 zu der Seite der Einstellschraube 36 (in der Richtung des Pfeils A) verschoben wird. Im Einzelnen wird der Ventilkörper 34 nicht verschoben bis die durch den Unterdruck auf den Ventilkörper 34 ausgeübte Zugkraft ausreichend groß wird. Bis dies der Fall ist, wird die Verbindung zwischen dem Zufuhranschluss 24 und dem Auslassanschluss 26 durch den Ventilkörper 34 aufrechterhalten. Dadurch wird die Druckkraft des Unterdruckes, der den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c zugeführt wird, größer.
Nachdem das durch die Saugnäpfe 20a, 20b, 20c angezogene Werkstück transportiert wurde, werden außerdem, wenn das Anziehen des Werkstückes aufgehoben wird, die Vakuumunterbrechungsventile 18a, 18b, 18c so betätigt, dass der Unterdruckdurchgang 52 mit der Umgebung verbunden wird. Da der Unterdruck in dem Unterdruckdurchgang 52 dann den Umgebungsdruck annimmt, wird die Zufuhr des Unterdrucks zu den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c unterbrochen und der Ansaugzustand des Werkstücks wird aufgehoben.
Andererseits überwindet in dem Fall, dass die Druckkraft des Unterdrucks in den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c unter einen festgelegten Druckwert fällt, während das Werkstück angezogen wird, die Rückstellkraft der Feder 38 die Druckkraft des Unterdruckes und der Ventilkörper 34 wird in einer Richtung (Richtung des Pfeils B) gedrückt, in der er sich von der Einstellschraube 36 entfernt. Hierdurch werden der Zufuhranschluss 24 und der Auslassanschluss 26 über die ringförmige Aussparung 66 erneut in Verbindung miteinander gebracht. Da dem Ejektor 16 durch den Auslassdurchgang 50 Druckfluid zugeführt wird, wird dementsprechend ein Unterdruck erzeugt und den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c zugeführt. Dadurch wird die Druckkraft des Unterdrucks innerhalb der Saugnäpfe 20a, 20b, 20c auf einem festgelegten eingestellten Druck gehalten.
Bei der ersten Ausführungsform ist in der oben beschriebenen Weise das Schaltventil 14 zwischen der Druckfluidquelle 12 und dem Ejektor 16 angeordnet. Nachdem ein Werkstück durch die Saugnäpfe 20a, 20b, 20c angesaugt wurde, wird der Ventilkörper 34 des Schaltventils 14 durch den Unterdruck, der durch den Ejektor 16 erzeugt wurde, verschoben und die Verbindung zwischen der Druckfluidzufuhrquelle 12 und dem Ejektor 16 wird unterbrochen. Während das Werkstück in einem angezogenen Zustand ist, kann dementsprechend die Zufuhr von Druckfluid zu dem Ejektor 16 unterbrochen werden und das Werkstück kann in einem angesaugten Zustand gehalten werden.
Auf diese Weise wird bei Nutzung eines einfachen Aufbaus, bei dem das Schaltventil 14 in dem Zufuhrdurchgang 48 für die Zufuhr des Druckfluides angeordnet ist, eine übermäßiger Verbrauch des Druckfluids nach dem Ansaugen des Werkstücks verhindert und die verbrauchte Menge kann verringert werden. Als Folge hiervon wird die Energieeffizienz der Vakuumsaugvorrichtung 10 wesentlich gefördert.
Da das Schaltventil 14 aus dem Ventilkörper 30 mit dem Zufuhranschluss 24, dem Auslassanschluss 26 und dem Vakuumanschluss 28 sowie dem Ventilkörper 34, der durch den Zylinderkörper 32, der in dem Ventilkörper 30 angebracht ist, verschiebbar ist, der Einstellschraube 36, die die Einstellung des Verschiebungsweges des Ventilkörpers 34 ermöglicht, und der Feder 38, die zwischen dem Ventilkörper 34 und der Einstellschraube 36 angebracht ist, aufgebaut ist, kann die verbrauchte Menge an Druckfluid verringert werden, ohne die Vakuumsaugvorrichtung 10 zu vergrößern.
Da das Timing der Verschiebung des Ventilkörpers 34 nach Bedarf eingestellt werden kann, indem die Einstellschraube 36 in dem Schaltventil 14 vorgesehen ist, kann außerdem die Verbindung zwischen der Druckfluidzufuhrquelle 12 und dem Ejektor 16 zu einer gewünschten Zeit unterbrochen werden. Gleichzeitig kann der eingestellte Druck des den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c zugeführten Druckfluides frei eingestellt werden. Als Folge hiervon kann das Werkstück einfach mit einem gewünschten eingestellten Druck angezogen werden, der der Größe und dem Gewicht des durch die Saugnäpfe 20a, 20b, 20c angesaugten Werkstückes entspricht.
Im Vergleich zu der herkömmlichen Vakuumsaugvorrichtung können außerdem Geräusche, die beim Ablassen des Druckfluides aus der Auslasseinheit 22 erzeugt werden, reduziert werden, da das Strömungsvolumen des Druckfluides, das durch die Vakuumsaugvorrichtung 10 strömt, verringert wird. Gleichzeitig kann beispielsweise ein Verstopfen eines Schalldämpfers, der zur Verringerung von Geräuschen vorgesehen wird, vermieden werden.
Durch Vorsehen eines Lufttankes (nicht dargestellt) in dem Unterdruckdurchgang 52 stromabwärts des Ejektors 16 kann die Vorrichtung außerdem als Vakuumpumpe eingesetzt werden.
Bei der Vakuumsaugvorrichtung 10 gemäß der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wurde ein Fall erläutert, bei dem drei Saugnäpfe 20a, 20b, 20c und drei Vakuumunterbrechungsventile 18a, 18b, 18c vorgesehen sind. Die Erfindung ist jedoch selbstverständlich nicht auf eine solche Gestaltung beschränkt. Die tatsächliche Menge an Saugnäpfen und Vakuumunterbrechungsventilen, die parallel an den an den Ejektor 16 angeschlossenen Unterdruckdurchgang 52 angeschlossen sind und durch welche der Unterdruck zugeführt wird, ist nicht beschränkt.
Als nächstes wird mit Bezug auf 6 eine Vakuumsaugvorrichtung 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform beschrieben. Diejenigen Aufbauelemente, die die gleichen sind wie bei der Vakuumsaugvorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, werden mit gleichen Bezugszeichen versehen. Insoweit wird auf die obige Beschreibung verwiesen.
Die Vakuumsaugvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Vakuumsaugvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform dahingehend, dass ein Paar von Schaltventilen 102a, 102b und ein Paar von Ejektoren 104a, 104b zwischen der Druckfluidzufuhrquelle 12 und den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c vorgesehen ist, wobei ein durch die Ejektoren 104a, 104b erzeugter Unterdruck den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c zugeführt wird.
Wie in 6 dargestellt ist, ist das Paar von Schaltventilen 102a, 102b mit Zufuhrdurchgängen 106a beziehungsweise 106b verbunden, die an die Druckfluidzufuhrquelle 12 angeschlossen sind. Die Schaltventile 102a, 102b sind über Auslassdurchgänge 108a, 108b, die an die Auslassanschlüsse 26 der Schaltventile 102a, 102b angeschlossen sind, mit den Ejektoren 104a, 104b verbunden.
Außerdem sind an das Paar von Ejektoren 104a, 104b Unterdruckdurchgänge 110a beziehungsweise 110b angeschlossen. Ein Unterdruckdurchgang 110a, der mit dem einen Ejektor 104a verbunden ist, ist an den Unterdruckdurchgang 110b, der mit dem anderen Ejektor 104b verbunden ist, angeschlossen. Im Einzelnen werden die Unterdrücke, die durch das Paar von Ejektoren 104a, 104b erzeugt werden, den Unterdruckdurchgängen 110a, 110b zugeführt und ihre Ausgangsströme werden kombiniert. Der Unterdruck tritt durch die Vakuumunterbrechungsventile 18a, 18b, 18c und wird den Saugnäpfen 20a, 20b, 20c zugeführt. Außerdem tritt das den Ejektoren 104a, 104b zugeführte Druckfluid durch den Auslassdurchgang 76 und wird, nachdem es zu der Auslasseinheit 22 gerichtet wurde, an die Umgebung abgeführt.
Bei der Vakuumsaugvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform wird auf diese Weise durch Vorsehen einer Mehrzahl von Ejektoren 104a, 104b ein ausreichender Unterdruck zugeführt, auch wenn eine Saugvorrichtung mit mehreren Saugnäpfen 20a, 20b, 20c oder dergleichen vorgesehen wird. Gleichzeitig können durch Einstellen der Einstellschrauben 36, die in den Schaltventilen 102a, 102b angeordnet sind, die mehreren Ejektoren 104a, 104b entsprechend der notwendigen Menge an zuzuführendem Unterdruck nach Bedarf eingesetzt werden. Auf diese Weise kann die verbrauchte Menge an Druckfluid in der Vakuumsaugvorrichtung 100 noch weiter reduziert werden, so dass verschwenderische Ausgaben vermieden werden.
Bei der oben beschriebenen Vakuumsaugvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform wurde ein Fall beschrieben, bei welchem die Schaltventile 102a, 102b und die Ejektoren 104a, 104b paarweise vorgesehen sind. Die Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt. Insoweit kann jede beliebige Mehrzahl von Schaltventilen parallel an Zufuhrdurchgänge angeschlossen werden, die mit der Druckfluidzufuhrquelle 12 verbunden sind. Entsprechend werden Ejektoren an die Schaltventile angeschlossen, wobei ihre Menge nicht eingeschränkt ist.

Claims

Vakuumsaugvorrichtung mit: einer Druckfluidzufuhrquelle (12) für die Zufuhr eines Druckfluides, einem Vakuumgenerator (16) zur Erzeugung eines Unterdrucks durch Zufuhr des Druckfluides zu dem Vakuumgenerator, einem Saugelement (20a, 20b, 20c), dem der Unterdruck von dem Vakuumgenerator (16) zugeführt wird und das ein Werkstück mit Hilfe des Unterdruckes ansaugen und anziehen kann, und einem Schaltmechanismus, der mit dem Vakuumgenerator 16 verbunden ist, um eine Verbindung eines Durchgangs (48, 50), durch welchen das Druckfluid zugeführt wird, entsprechend einem Unterdruckzustand, der dem Saugelement (20a, 20b, 20c) zugeführt wird, zu schalten, wobei dann, wenn ein Werkstück durch den Unterdruck angesaugt wird und ein festgelegter Druck in dem Saugelement (20a, 20b, 20c) erreicht wird, die Verbindung des Durchgangs (48, 50) durch Schalten des Schaltmechanismus unterbrochen und die Zufuhr des Druckfluides zu dem Vakuumgenerator (16) gestoppt wird.
Vakuumsaugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmechanismus einen Körper (30) mit einem ersten Anschluss (24), durch welchen das Druckfluid zugeführt wird, einem zweiten Anschluss (26), der mit dem Vakuumgenerator (16) verbunden ist und durch welchen das Druckfluid abgelassen wird, und einem dritten Anschluss (28), der mit einem Unterdruckdurchgang (52), durch welchen der durch den Vakuumgenerator (16) erzeugte Unterdruck fließt, und ein Schaltventil (14) aufweist, welches einen Ventilkörper (34), der in dem Körper (30) so angeordnet ist, dass er in einer axialen Richtung verschiebbar ist, aufweist, wobei der Ventilkörper (34) eine Verbindung zwischen dem ersten Anschluss (24) und dem zweiten Anschluss (26) schalten kann.
Vakuumsaugvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (14) eine Feder (38) aufweist, die eine elastische Kraft auf den Ventilkörper (34) ausübt, dass die Feder (38) den Ventilkörper (34) in einem Zustand hält, in dem eine Verbindung zwischen dem ersten Anschluss (24) und dem zweiten Anschluss (26) hergestellt ist, und dass eine Verbindung zwischen dem ersten Anschluss (24) und dem zweiten Anschluss (26) durch Verschiebung des Ventilkörpers (34) durch den Unterdruck entgegen der elastischen Kraft der Feder (38) blockiert wird.
Vakuumsaugvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltventil (14) einen Einstellmechanismus (36) aufweist, mit welchem die elastische Kraft der Feder (38), die auf den Ventilkörper (34) ausgeübt wird, einstellbar ist.
Vakuumsaugvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Körper (30) ein zylindrischer Führungskörper (32) vorgesehen ist und dass der Ventilkörper (34) in der axialen Richtung innerhalb des Führungskörpers (32) verschiebbar vorgesehen ist.
Vakuumsaugvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Führungskörper (32) Verbindungsdurchgänge (60a, 60b, 60c) vorgesehen sind, die in einer radialen Richtung durchtreten und innere und äußere Abschnitte des Führungskörpers (32) verbinden, und dass die Verbindungsdurchgänge (60a, 60b, 60c) an Positionen vorgesehen sind, die den ersten bis dritten Anschlüssen (24, 26, 28) gegenüberliegen.
Vakuumsaugvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussparung (66), die wenigstens einem der ersten und zweiten Anschlüsse (24, 26) zugewandt ist, an einer äußeren Umfangsfläche des Ventilkörpers (34) vorgesehen ist und dass der erste Anschluss (24) und der zweite Anschluss (26) über die Aussparung (66) miteinander in Verbindung treten.
Vakuumsaugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltmechanismus und der Vakuumgenerator (104a, 104b) jeweils paarweise vorgesehen sind.