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Die Erfindung betrifft einen mit Druckluft betriebenen Unterdruckerzeuger, insbesondere Ejektor, mit einem Gehäuse, welches einen Drucklufteinlass und einen Sauglufteinlass sowie einen Auslass für die Saug- und Druckluft aufweist und mit einem Einlass für in der Abblas- oder Belüftungsstellung des Unterdruckerzeugers den Sauglufteinlass verlassende Abblas- oder Umgebungsluft, wobei im Gehäuse eine von der Druckluft und der Saugluft durchströmende Düse angeordnet ist.
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Unterdruckerzeuger in Form von Ejektoren sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Mit derartigen Ejektoren, die mittels Druckluft betrieben werden, kann Luft angesaugt werden, so dass mit ihnen zum Beispiel Unterdruckhandhabungswerkzeuge betrieben werden können. Die Unterdruckhandhabungswerkzeuge werden auf einen Gegenstand, welcher mittels Unterdruck ergriffen werden soll, aufgesetzt, so dass der Gegenstand angesaugt werden kann. Der Gegenstand kann dann angehoben und an einen anderen Ort transportiert werden. Um das Unterdruckhandhabungsgerät vom Gegenstand zu lösen, wird der Unterdruckerzeuger abgeschaltet, indem die Druckluft abgestellt wird. Dieser Vorgang kann dadurch beschleunigt werden, dass der Saugraum im Unterdruckhandhabungsgerät belüftet wird. Insbesondere wird an diesen Raum Druckluft angelegt, was mit „abblasen” bezeichnet wird. Hierfür weisen einige Ejektoren einen Einlass für die Abblasluft auf, wobei dieser Einlass in der Abblasstellung des Unterdruckerzeugers mit dem Sauglufteinlass verbunden wird. Bei derartigen Ejektoren muss nicht nur der Drucklufteinlass, sondern muss auch der Einlass für Abblasluft mit der Druckluftleitung verbunden werden und es bedarf einer Steuerung für die Ansteuerung der Einlässe. Der Verschlauchungsaufwand ist daher relativ groß.
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Die
US 7,540,309 B2 zeigt einen Unterdruckerzeuger, in welchem zusätzlich ein Kolben vorgesehen ist, der im Gehäuse des Unterdruckerzeugers verschieblich gelagert ist, und der in der Saugstellung des Unterdruckerzeugers von der Druckluft in eine Stellung verschoben wird, in welcher eine Belüftungsöffnung im Unterdruckerzeuger verschlossen wird. Wird die Druckluft abgestellt, dann wird der Kolben von einer Rückstellfeder in seine Ausgangsstellung verschoben, sobald die Kraft der Rückstellfeder größer ist als die den Kolben ansaugende Kraft. Sobald der Kolben seine angesaugte Lage verlässt, wird die Belüftungsöffnung geöffnet und Umgebungsluft kann in den Saugeinlass des Unterdruckerzeugers einströmen. Ein derartiger Unterdruckerzeuger besitzt den wesentlichen Vorteil, dass der Verschlauchungsaufwand gering ist, da lediglich der Drucklufteinlass mit der Druckluftleitung verbunden werden muss. Die Belüftungsöffnung führt ins Freie, so dass Umgebungsluft einströmen kann. Als nachteilig wird angesehen, dass der Kolben ein zusätzliches Bauteil darstellt, welches die Baugröße des Unterdruckerzeugers und den Aufwand für die Montage vergrößert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Unterdruckerzeuger bereitzustellen, welcher wenig Bauteile besitzt, einen geringen Verschlauchungsaufwand besitzt und mit dem der erzeugte Unterdruck nach dem Abschalten der Druckluft relativ schnell abgebaut werden kann.
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Diese Aufgabe wird mit einem Unterdruckerzeuger der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Düse zumindest abschnittsweise verschieblich im Gehäuse gelagert ist.
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Beim erfindungsgemäßen Unterdruckerzeuger befindet sich also kein zusätzlicher Kolben im Gehäuse, sondern die Düse, oder zumindest ein Teil der Düse, stellt selbst einen Kolben dar, der im Gehäuse verschoben wird. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile erforderlich sind und dass, da der Drucklufteinlass unmittelbar zur Düse führt, diese sofort anspricht, ohne dass die Druckluft durch lange Kanäle zu einem separaten Kolben geführt werden muss. Außerdem besitzt der erfindungsgemäße Unterdruckerzeuger lediglich einen Druckluftanschluss, wodurch die Verschlauchung relativ einfach gehalten werden kann. Da außerdem der Luftverbrauch gleich bleibt, und die Ablegezeiten für das Werkstück verkürzt werden, führt der erfindungsgemäße Unterdruckerzeuger zu Kosteneinsparungen.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Düse in deren Längsrichtung verschieblich gelagert ist. Dies kann auf einfache Weise dadurch bewerkstelligt werden, dass die Düse zylinderförmig und insbesondere rotationssymmetrisch ausgebildet ist, insbesondere einen runden Querschnitt aufweist, so dass sie in eine Bohrung eingesetzt werden kann. Die Düse selbst bildet nunmehr einen Kolben, welcher in der einen Stellung eine Dichtfunktion besitzt und in der anderen Stellung einen Durchlass freigibt, so dass Abblasluft überströmen kann.
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Bevorzugt weist die Düse eine von der Druckluft durchströmte Treibdüse und eine von der Druckluft und der Saugluft durchströmte Empfängerdüse auf, was allgemein bekannt ist. Dabei sperrt die Empfängerdüse in der Saugstellung des Unterdruckerzeugers den Einlass für Abblasluft ab. Die Empfängerdüse stellt also im weitesten Sinne einen Absperrkolben dar, der seine Absperrfunktion dann einnimmt, wenn die Düse von Druckluft durchströmt wird, der Unterdruckerzeuger also seine Saugstellung einnimmt. Hierfür ist die Empfängerdüse verschieblich im Gehäuse gelagert.
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Nimmt der Unterdruckerzeuger seine Abblas- oder Belüftungsstellung ein, oder befindet sich der Unterdruckerzeuger nicht in seiner Saugstellung, dann verbindet die Empfängerdüse den Einlass für Abblasluft mit dem Sauglufteinlass des Unterdruckerzeugers. In dieser Stellung des Unterdruckerzeugers kann also entweder Druckluft über den Einlass für Abblasluft eingeblasen und dadurch der Unterdruck schnell abgebaut werden oder es kann Umgebungsluft angesaugt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Empfängerdüse an ihrem Umfang eine Dichtung, insbesondere einen O-Ring auf. Diese Dichtung liegt in der Saugstellung des Unterdruckerzeugers an einem von der Abblasluft durchströmten Dichtsitz an. Auf diese Weise kann der Dichtsitz durch Verschiebung der Empfängerdüse einfach geschlossen und geöffnet und somit die Abblasluft abgesperrt beziehungsweise der Querschnitt für den Durchtritt der Abblasluft freigegeben werden.
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Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Empfängerdüse eine von zwei Ringbunden begrenzte Ringnut für die Abblasluft aufweist. Die Abblasluft kann über einen Gehäuseeinlass in diese Ringnut einströmen, wobei ein Ausströmen über die Bunde dadurch verhindert wird, dass die Bunde dicht im Gehäuse geführt sind.
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Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der der Treibdüse zugewandte Ringbund der Empfängerdüse an seinem Umfang mit einer Dichtung, insbesondere einem O-Ring, versehen ist. Diese Dichtung liegt an einem Dichtsitz an, wenn, wie oben beschrieben, der Unterdruckerzeuger die Saugstellung einnimmt. Befindet sich der Unterdruckerzeuger in der Abblas- oder Belüftungsstellung, dann hebt die Dichtung vom Dichtsitz ab und der Ringbund liegt nicht mehr dicht im Gehäuse. Die Abblasluft kann dann von der Ringnut über diesen Ringbund hinweg in Richtung des Sauglufteinlasses strömen.
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Eine einfache Herstellung des erfindungsgemäßen Unterdruckerzeugers kann dadurch erreicht werden, dass die Düse in einem Düsengehäuse verschieblich gelagert ist, wobei das Düsengehäuse im Gehäuse des Unterdruckerzeugers gelagert ist. Dieses Düsengehäuse sitzt über eigene Dichtungen im umgebenden Gehäuse oder ist in dieses dicht eingepresst.
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Eine definierte Ruhelage der Düse wird dadurch erzielt, dass die Düse in Verschieberichtung mit einer Federkraft beaufschlagt ist. Dabei ist die Federkraft entgegengesetzt zur Strömungsrichtung der Treibluft gerichtet. Die Treibluft bewegt somit die Düse in Richtung der Federkraft und verschiebt die Düse so weit, bis diese an einem Anschlag, insbesondere bis die Dichtung am zugehörigen Ventilsitz, anliegt. Dabei kann die Federkraft von einer Wendelfeder oder von einem Druckkissen bereitgestellt werden.
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Um ein schnelles Ansprechen des Unterdruckerzeugers, insbesondere um eine schnelle Absperrung des Einlasses für Abblasluft zu erzielen, ist die Fläche des Querschnitts der Düse am Drucklufteinlass größer als die Fläche des Querschnitts am Auslass. Somit wirken relativ große Kräfte auf die Düse in Richtung der Rückstellfeder.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine besonders bevorzugte Ausführungsform im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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In der Zeichnung zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Unterdruckerzeugers;
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2 einen Schnitt II-II gemäß 1; und
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3 den Schnitt gemäß 2 bei in Saugstellung sich befindendem Unterdruckerzeuger.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines insgesamt mit 10 bezeichneten Unterdruckerzeugers, welcher ein Gehäuse 12 sowie einen Schalldämpfer 14 aufweist. Das Gehäuse 12 besitzt einen Drucklufteinlass 16, einen Sauglufteinlass 18 sowie einen Einlass 20 für Abblasluft. Am Drucklufteinlass 16 wird ein Druckluftschlauch (nicht dargestellt) angeschlossen.
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Die 2 und 3 zeigen einen Längsschnitt durch den Unterdruckerzeuger 10, wobei erkennbar ist, dass das Gehäuse 12 eine Stufenbohrung 22 aufweist, in welche ein die Herstellung des Unterdruckerzeugers 10 vereinfachendes Düsengehäuse 24 eingesetzt ist. Dieses Düsengehäuse 24 besitzt einen dem Drucklufteinlass 16 zugewandten Abschnitt 26 mit einem ersten Bund 28, wobei dieser erste Bund 28 an seinem Umfang mit einer Nut 30 für eine Dichtung 32, insbesondere einen O-Ring 34, versehen ist. Das freie, dem Drucklufteinlass 16 zugewandte Ende des Abschnitts 26 ist ebenfalls mit einer Dichtung 36 gegenüber dem Gehäuse 12 abgedichtet. An den ersten Bund 28 schließt sich eine Ringnut 38 an, die von einem zweiten Bund 40 gefolgt wird. In die Ringnut 38 mündet der Einlass 20 ein, wobei die Ringnut 38 mit einem radialen Durchbruch 42 versehen ist. Ebenso weist der Abschnitt 26 radiale Durchbrüche 44 auf, die strömungsmäßig mit dem Sauglufteinlass 18 kommunizieren.
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Im Düsengehäuse 14 befindet sich eine insgesamt mit 46 bezeichnete Düse, die aus einer Treibdüse 48 und einer Empfängerdüse 50 zusammengesetzt ist. Die Treibdüse 48 kommuniziert mit ihrem Einlass 52 mit dem Drucklufteinlass 16, wohingegen ihr Auslass 54 in unmittelbarer Nachbarschaft zum Einlass 56 der Empfängerdüse 50 steht. Zwischen dem Auslass 54 und dem Einlass 56 befindet sich ein Spalt, über welchen in bekannter Weise Luft angesaugt wird. Dieser Spalt kommuniziert mit radialen Durchbrüchen 58 in der Empfängerdüse 50, die den Durchbrüchen 44 gegenüberliegen, so dass Luft aus dem Sauglufteinlass 18 über die Durchbrüche 44 und 58 angesaugt werden kann.
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Die Düse 46 wird in der in der 2 dargestellten Position (Belüftungsposition) von einer Wendelfeder 60 gehalten, die an der dem Drucklufteinlass 16 gegenüberliegenden Stirnseite der Düse 46 angreift und sich am Gehäuse 12 abstützt. Die Wendelfeder 40 übt eine Kraft in Richtung des Drucklufteinlasses 16 auf die Düse 46 aus und verschiebt die Düse 46 in Richtung des Drucklufteinlasses 16.
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Wird der Drucklufteinlass 16 mit Druckluft beaufschlagt, verursacht diese Druckluft eine Verschiebung der Düse 46 im Düsengehäuse 24, was in der 3 dargestellt ist. Die Druckluft wirkt auf die dem Drucklufteinlass 16 zugewandte Stirnfläche 62 der Düse 46 und erzeugt eine Kraft in Strömungsrichtung der Druckluft oder in Richtung der Wendelfeder 60, welche größer ist als deren Federkraft in Richtung der Düse 46. Da die Treibdüse 48 mittels einer Dichtung 64 im Düsengehäuse 24 abgedichtet ist, passiert die gesamte Druckluft die Treibdüse 48 und verlässt diese über die Empfängerdüse 50 am gegenüberliegenden Ende des Düsengehäuses 24 und über den Schalldämpfer 14 den Unterdruckerzeuger 10. Die Verschiebung der Düse 46 im Düsengehäuse 24 bewirkt ein Anliegen einer in einem Ringbund 66 der Empfängerdüse 50 vorgesehenen Dichtung 68 (O-Ring) an einem Dichtsitz 70 (2) des Düsengehäuses 24, so dass dieser nicht mehr durchströmt werden kann. An den Ringbund 66 schließt sich eine Ringnut 72 an, welche von einem zweiten Ringbund 74 gefolgt wird.
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Die die Düse 46 durchströmende Druckluft bewirkt einen Unterdruck im Spalt zwischen der Treibdüse 48 und der Empfängerdüse 50, wodurch, wie oben bereits erwähnt, Luft über den Sauglufteinlass 18 angesaugt wird und diese Luft zusammen mit der Druckluft über die Empfängerdüse 50 ausgetragen wird.
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Wird die Druckluft 16 abgestellt, verschiebt sich die Düse 46 aufgrund der Kraft der Wendelfeder 60 in Richtung des Drucklufteinlasses 16 im Düsengehäuse 24, wodurch die Dichtung 68 vom Dichtsitz 70 abhebt. Dadurch wird eine Verbindung des Einlasses 20 über den Durchbruch 42 und die Ringnut 72 zum Dichtsitz 70 hergestellt, welcher nunmehr durchströmt werden kann. Die Luft strömt über den Durchbruch 44 in den Sauglufteinlass 18 und baut dort den Unterdruck ab. Der Einlass 20 führt bevorzugterweise ins Freie, das heißt in die Umgebung, so dass Umgebungsluft in den Unterdruckerzeuger 10 einströmen kann.
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Der erfindungsgemäße Unterdruckerzeuger 10 muss lediglich noch an eine einzige Druckluftleitung angeschlossen werden, wodurch der Verschlauchungsaufwand auf ein Minimum reduziert wird. Außerdem bedarf es keiner zusätzlichen Steuerungskolben innerhalb des Unterdruckerzeugers 10, mit denen der Einlass 20 für Abblasluft zu- und abgeschaltet wird. Diese Funktion übernimmt die Düse 46, die in Längsrichtung 76 verschieblich im Gehäuse 12 und insbesondere im Düsengehäuse 24 gelagert ist. Hierdurch wird die Anzahl an erforderlichen Bauteilen reduziert. Außerdem ist der erfindungsgemäße Unterdruckerzeuger relativ einfach und somit maschinell zusammenbaubar, da das Gehäuse 12 nur von einer Seite, nämlich aus Richtung des Schalldämpfers 14, bestückt werden muss.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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