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Die Erfindung betrifft einen mit Druckluft betriebenen Unterdruckerzeuger nach dem Bernoulli-, Coanda-, Vortex-, Strahldüsen- oder Venturi-Prinzip, mit einem Gehäuse mit einem Drucklufteinlass, einem Druckluftauslass und einer zur Saugseite hin offenen Saugkammer, aus der Luft abgesaugt und über den Druckluftauslass ausgetragen wird, wobei ein zweiter Druckluftanschluss am Gehäuse vorgesehen ist, über welchen Abblasluft zuführbar ist und dass das Gehäuse des Unterdruckerzeugers aus maximal drei Gehäuseteilen besteht.
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Es sind zylindrische Coanda-Ejektroren bzw. Coanda-Greifer bekannt. Aus der
WO 2009/054 732 A1 sind planare Coanda-Greifer bekannt. Außerdem sind zylindrische Bernoulli-Greifer und auch solche, de mit einem Vortex-Prinzip betrieben werden, bekannt. Diese Vorrichtungen erzeugen mittels Druckluft einen Unterdruck, der zum Greifen und Halten von Werkstücken verwendet wird. Als nachteilig wird angesehen, dass für das Lösen des Werkstücks der Unterdruck nur sehr langsam abgebaut wird und dass die Vorrichtungen aus einer Vielzahl von Bauteilen bestehen.
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Aus der
DE 43 02 951 C1 ist ein Ejektor mit den Merkmalen des Oberbegriffs bekannt. Das Gehäuse weist einen Kolben auf, mit dem die Abblasluft gesteuert zugeführt oder abgesperrt wird. Der Aufbau des Ejektors ist aber sehr aufwändig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kompakten, schnell reagierenden Unterdruckerzeuger bereit zu stellen, der einfacher herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Unterdruckerzeuger gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Unterdruckerzeuger besitzt den wesentlichen Vorteil, dass mittels der zusätzlichen Abblasluft der im Saugraum herrschende Unterdruck sehr schnell abgebaut werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Vorrichtung aus einer geringen Anzahl von Bauteilen besteht und dadurch kostengünstiger herstellbar ist, sich im Einsatz robuster zeigt, bei der Montage weniger Verwechslungsmöglichkeiten bestehen und einfacher zu installieren ist. Da der Druckluftanschluss für die Abblasluft sich direkt am Vakuumerzeuger befindet, müssen keine zusätzlichen Anschlüsse an den zu flutenden Saugraum angebracht werden.
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Die erfindungsgemäße Ausführung besitzt den wesentlichen Vorteil, dass der Kanal nicht als Bohrung sondern als randoffener Kanal, insbesondere als Abflachung an der Mantelfläche des Stutzens ausgebildet ist und daher wesentlich einfacher herstellbar ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der beigefügten Zeichnung, in welcher diverse Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils im Einzelnen als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht eines Unterdruckerzeugers nach dem Venturi-Prinzip in Abblasstellung;
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2 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 1;
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3 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
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4 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 1 gemaß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
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5 eine perspektivische Ansicht eines Unterdruckerzeugers nach dem Venturi-Prinzip gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
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6 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 5;
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7 eine perspektivische Ansicht auf die Vorderseite eines Unterdruckerzeugers nach dem Coanda-Prinzip;
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8 eine perspektivische Ansicht auf die Rückseite des Unterdruckerzeugers gemäß 7;
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9 einen Längsschnitt IX-IX durch den Unterdruckerzeuger gemäß 8;
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10 eine perspektivische Ansicht eines Unterdruckerzeugers nach dem Bernoulli-Prinzip gemäß einer ersten Ausführungsform;
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11 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 10;
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12 eine perspektivische Ansicht eines Unterdruckerzeugers nach dem Bernoulli-Prinzip gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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13 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 12;
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14 eine perspektivische Ansicht eines Unterdruckerzeugers nach dem Bernoulli-Prinzip und zweiteiligem Gehäuse gemäß einer ersten Ausführungsform;
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15 einen Querschnitt durch den Sauggreifer gemäß 14;
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16 eine perspektivische Ansicht eines Unterdruckerzeugers nach dem Bernoulli-Prinzip mit zweiteiligem Gehäuse gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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17 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 16;
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18 eine perspektivische Ansicht eines Unterdruckerzeugers nach dem Coanda-Prinzip mit zweiteiligem Gehäuse gemäß einer ersten Ausführungsform;
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19 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 18;
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20 eine perspektivische Ansicht des Unterdruckerzeugers gemäß 18 als Sauggreifer;
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21 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 20;
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22 eine perspektivische Ansicht eines Unterdruckerzeugers nach dem Coanda-Prinzip und zweiteiligem Gehäuse;
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23 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 22;
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24 eine perspektivische Ansicht einer Saugplatte;
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25 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 22 mit angeflanschter Platte als Sauggreifer;
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26 eine perspektivische Ansicht einer Saugplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform; und
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27 einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger gemäß 22 mit angeflanschter Platte gemäß 26.
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Die 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen insgesamt mit 10 bezeichneten Unterdruckerzeuger, der nach dem Venturi-Prinzip arbeitet. Der Unterdruckerzeuger 10 weist in bekannter Weise einen Druckluftanschluss 12 und einen Druckluftauslass 14 auf. An seiner Unterseite befindet sich ein Sauganschluss 16, an welchen sich ein in der 1 nicht dargestellter Saugraum anschließt. Unterhalb des Druckluftanschlusses 12 ist ein zweiter Druckluftanschluss 18 vorgesehen, welchem unabhängig von der am Druckluftanschluss 12 anliegenden Druckluft eine Druckluft zugeführt werden kann.
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Die 2 zeigt einen Querschnitt durch den Unterdruckerzeuger 10 gemäß 1, wobei erkennbar ist, dass das Gehäuse 20 aus einem ersten Gehäuseteil 22 und einem zweiten Gehäuseteil 24 aufgebaut ist. Das Gehäuse 20 kann aber auch mit einem generativen Fertigungsverfahren, z. B. Lasersintern, einteilig hergestellt sein. Der zweite Druckluftanschluss 18 mündet in einen am Sauganschluss 16 ausmündenden Saugkanal 26. Wird der zweite Druckluftanschluss 18 mit Druckluft beaufschlagt, dann tritt diese, wie mit dem gestrichelten Pfeil 28 angedeutet, am Sauganschluss 16 aus, so dass der dort anliegende Unterdruck in kürzester Zeit abgebaut wird. Weiterhin ist erkennbar, dass der zweite Druckluftanschluss 18 dem Sauganschluss 16 näher liegt, als der Ort 30, an welchem der Unterdruck erzeugt wird. Dies gewährleistet, dass die über den zweiten Druckluftanschluss 18 aufgegebene Druckluft als Abblasluft auch tatsächlich ausgeblasen wird und nicht über den Unterdruckerzeuger abgesaugt wird. Es ist noch erkennbar, dass der Sauganschluss 16 aus einem Stutzen 32 ausmündet, welcher z. B. von einem Schlauch 34 umgeben ist, der z. B. zu einem Sauggreifer führt.
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In der 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Unterdruckerzeugers 10, bei dem der zweite Druckluftanschluss 18 nicht in den Saugkanal 26 mündet sondern über einen separaten Abblaskanal 36 aus dem Stutzen 32 herausgeführt ist.
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Beim in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Unterdruckerzeugers 10 ist der Abblaskanal 36 zumindest über einen Teil seiner Länge in Längsrichtung randoffen und wird vom Schlauch 34 verschlossen. Diese Ausführung besitzt den wesentlichen Vorteil, dass der Kanal 36 nicht als Bohrung sondern als Abflachung der Mantelfläche des Stutzens 32 ausgebildet ist und daher wesentlich einfacher herstellbar ist.
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Um eine gleichmäßige Verteilung der Abblasluft über den Umfang des Stutzens 32 zu erreichen, ist, wie beim Ausführungsbeispiel der 5 und 6 dargestellt, der Stutzen 32 mit einer Umfangsnut 38 versehen, die den randoffenen Kanal 36 gemäß 4 oder den randseitig geschlossenen Kanal 36 gemäß 3 schneidet. Das freie, sich an die Umfangsnut 38 anschließende Ende 40 des Stutzens 32 ist entweder mit kleinerem Durchmesser ausgeführt oder besitzt über seinen Umfang Einschnitte, Abflachungen, Kerben 42 oder dergleichen, über welche die Abblasluft ausströmt.
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Die 7 und 8 zeigen in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform des Unterdruckerzeugers 10, der nach dem Coanda-Prinzip arbeitet. Dem Druckluftanschluss 12 gegenüber liegend befindet sich der zweite Druckluftanschluss 18 und dem Druckluftauslass 14 gegenüber liegend befindet sich der Sauganschluss 16.
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Die 9 zeigt einen Querschnitt IX-IX durch den Unterdruckerzeuger 10 gemäß 8, wobei erkennbar ist, dass das Gehäuse 20 ebenfalls aus einem ersten Gehäuseteil 22 und einem zweiten Gehäuseteil 24 aufgebaut ist. Das Gehäuse 20 kann aber auch mit einem generativen Fertigungsverfahren, z. B. Lasersintern, einteilig hergestellt sein. Der zweite Druckluftanschluss 18 mündet im Stutzen 32 im randoffenen Kanal 36 aus (siehe auch 8), der vom Schlauch 34 randseitig verschlossen wird.
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Die 10 zeigt in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform des Unterdruckerzeugers 10, der nach dem Bernoulli-Prinzip arbeitet. Das Gehäuse 20 ist, wie aus 11 ersichtlich, dreiteilig ausgebildet und weist neben dem ersten Gehäuseteil 22 und dem zweiten Gehäuseteil 24 ein drittes, die Druckluft 44 in waagerechter Richtung umlenkendes Gehäuseteil 46 auf. Der Druckluftanschluss 12 befindet sich am Umfang und der zweite Druckluftanschluss 18 ist in der Achse des Unterdruckerzeugers 10 angeordnet. Koaxial zum zweiten Druckluftanschluss 18 liegt auch der Abblaskanal 36.
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Beim Ausführungsbeilspiel gemäß der 12 und 13 liegt der Druckluftanschluss 12 koaxial zur Achse des Unterdruckerzeugers 10, wohingegen der zweite Druckluftanschluss 18 radial angeordnet ist. Die Abblasluft tritt an vier Bohrungen 48 am zweiten Gehäuseteil 24 axial aus.
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Die 14 zeigt perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform des Unterdruckerzeugers 10, der nach dem Bernoulli-Prinzip arbeitet. Das Gehäuse 20 ist, wie aus 15 ersichtlich, zweiteilig ausgebildet und weist ein Gehäuseteil 24 und ein Gehäuseteil 46 auf. Ansonsten ist der Unterdruckerzeugers 10 aufgebaut, wie die in den 10 und 11 dargestellte Variante.
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Beim Ausführungsbeilspiel gemäß der 16 und 17 ist das Gehäuse 20 ebenfalls zweiteilig ausgebildet und liegt der Druckluftanschluss 12 koaxial zur Achse des Unterdruckerzeugers 10, wohingegen der zweite Druckluftanschluss 18 radial angeordnet ist. Die Abblasluft tritt an vier Bohrungen 48 am zweiten Gehäuseteil 24 axial aus.
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Die 18 und 23 zeigen in perspektivischer Ansicht eine weitere Ausführungsform des Unterdruckerzeugers 10, der nach dem Coanda-Prinzip arbeitet. Die Druckluftanschlüsse 12 und 18 liegen radial und einander gegenüber und das Gehäuse 20 ist mit den Gehäuseteilen 22 und 24 zweiteilig aufgebaut. Des Gehäuseteil 24 ist als Anschlussflansch ausgebildet und besitzt ein Außengewinde 50, auf welches, wie in den 20 und 21 dargestellt, eine Kappe 52 mit Innengewinde 54 aufgeschraubt ist. Der Unterdruckerzeuger 10 kann nunmehr als Sauggreifer 56 verwendet werden, wobei über die in der Kappe 54 sich befindenden Löcher 58 Luft angesaugt wird. Zum Abblasen strömt die Luft aus den Bohrungen 48 aus, die über eine Ringnut 60 mit dem Abblaskanal 36 verbunden Sind.
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Beim in den 22 und 23 dargestellten Ausführungsbeispiel eines nach dem Coanda-Prinzip arbeitenden Unterdruckerzeugers 10 ist das Gehäuse 20 ebenfalls mit den Gehäuseteilen 22 und 24 zweiteilig aufgebaut, wobei das Gehäuseteil 24 als Anschlussflansch ausgebildet ist. Dieser Anschlussflansch besitzt über seinen Umfang verteilte Befestigungsöffnungen 62 und einen zentralen Stutzen 32. Dabei ist die Einsenkung für den Schraubenkopf für die Befestigungsschraube zum Verbinden des Anschlussflansches mit dem ersten Gehäuseteil 22 so dimensioniert, dass mit dem Senkwerkzeug der Umfang des Stutzens 32 partiell abgetragen wird, so dass ein randoffener Kanal 36 entsteht.
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Die 24 zeigt eine Saugplatte 62, welche über Bohrungen 64 am Anschlussflansch befestigt werden kann. Dabei greift der Stutzen 32 in eine zentrale Öffnung 66. Die Abblasluft tritt durch Bohrungen 48 aus. In der 25 ist die Saugplatte 62 am Unterdruckerzeuger 10 befestigt und es ist erkennbar, dass die Abblasluft über die Bohrungen 48 in einen Saugraum 68 eintritt und dort den Unterdruck abbaut.
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Beim in der 26 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Saugplatte 62 keine Bohrungen 48 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Abblasluft über den Ringkanal 60 über den Umfang verteilt und tritt dann durch die randoffenen Abblaskanäle 36 (siehe 22) in den Saugraum 68 aus.
