DE102011075625B4 - Device for gripping and holding workpieces by means of negative pressure - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (10) zum Greifen und Halten von Werkstücken (12) mittels Unterdruck mit einem Anschluss (14) zum Anschließen einer Unter- oder einer Überdrückquelle oder zur Integration einer Unterdruckquelle, und wenigstens einem am Werkstück (12) angreifenden Sauger (20), wobei die Vorrichtung (10) modulartig aufgebaut ist, der Anschluss (14) und der wenigstens eine Sauger (20) Modulelemente (22) darstellen und die Vorrichtung (10) beliebig durch Hinzufügen weiterer Modulelemente (22) erweiterbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine vom Anschluss (14) weg führende Unterdruckführung (16) und wenigstens ein Verbindungselement (18) vorgesehen ist, in welches die Unterdruckführung (16) einmündet und aus welchem der am Werkstück (12) angreifende Sauger (20) ausmündet und alle Modulelemente hohl ausgebildet sind. Device (10) for gripping and holding workpieces (12) by means of negative pressure with a connection (14) for connecting a negative or positive pressure source or for integrating a negative pressure source, and at least one suction cup (20) engaging the workpiece (12), wherein the device (10) has a modular structure, the connection (14) and the at least one suction device (20) represent module elements (22) and the device (10) can be expanded as required by adding further module elements (22), characterized in that at least one vacuum guide (16) leading away from connection (14) and at least one connecting element (18) into which the vacuum guide (16) opens and from which the suction cup (20) engaging the workpiece (12) opens out and all module elements are hollow .
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Greifen und Halten von Werkstücken mittels Unterdruck mit einem Anschluss zum Anschließen einer Unter- oder einer Überdrückquelle oder zur Integration einer Unterdruckquelle, und wenigstens einem am Werkstück angreifenden Sauger.The invention relates to a device for gripping and holding workpieces by means of negative pressure with a connection for connecting a negative or positive pressure source or for integrating a negative pressure source, and at least one suction cup engaging the workpiece.
Derartige Vorrichtungen sind allgemein bekannt (
Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass der Aufbau des Vakuumhebegeräts nicht optimal ist, da er entweder starr vorgegeben ist und oftmals nicht zum Werkstück passt, oder dass eine an das Werkstück angepasste Vorrichtung sich kaum für anders dimensionierte Werkstücke eignet. Es muss also eine Vielzahl von unterschiedlich dimensionierten Vorrichtungen bereit gestellt werden.It has been found to be disadvantageous that the construction of the vacuum lifting device is not optimal, since it is either rigid and often does not fit the workpiece, or that a device adapted to the workpiece is hardly suitable for workpieces with different dimensions. A large number of differently dimensioned devices must therefore be made available.
Der Erfindung liegt die -Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche leicht an unterschiedlich dimensionierte Werkstücke anpassbar ist.The invention is based on the task of providing a device which can be easily adapted to workpieces of different dimensions.
Diese Aufgabe mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.This object is achieved with a device which has the features of claim 1.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung wird der wesentliche Vorteil geschaffen, dass durch den modulartigen Aufbau die Vorrichtung problemlos an die Abmessungen des Werkstücks und gegebenenfalls an andere Merkmale, wie Gewicht, Oberflächenbeschaffenheit usw. anpassbar ist, indem die hierfür erforderlichen Modulelemente nach Art eines Baukastensystems zusammengebaut werden. Dabei sind alle Modulelemente hohl ausgebildet.The inventive design of the device creates the essential advantage that the modular structure allows the device to be easily adapted to the dimensions of the workpiece and, if necessary, to other features such as weight, surface properties, etc. by assembling the module elements required for this in the manner of a modular system will. All module elements are designed to be hollow.
An die erfindungsgemäße Vorrichtung kann also eine Unterdruck- oder eine Überdruckleitung angeschlossen werden, wobei mittels des Überdrucks ein Unterdruckerzeuger betrieben werden kann. Dieser Unterdruckerzeuger ist vorteilhafterweise in der Vorrichtung integriert. Es ist auch möglich, einen z.B. elektrisch betriebenen Unterdruckerzeuger in die Vorrichtung zu integrieren, so dass sie lediglich noch mit elektrischen Leitungen verbunden werden muss.A vacuum line or an excess pressure line can therefore be connected to the device according to the invention, wherein a vacuum generator can be operated by means of the excess pressure. This vacuum generator is advantageously integrated in the device. It is also possible, for example, to integrate an electrically operated vacuum generator into the device, so that it only has to be connected to electrical lines.
Erfindungsgemäß sind wenigstens eine vom Anschluss weg führende Unterdruckführung und wenigstens ein Verbindungselement vorgesehen, in welches die Unterdruckführung einmündet und aus welchem der am Werkstück angreifende Sauger ausmündet. In bevorzugter Weise sind zwei Unterdruckführungen, zwei Verbindungselemente und zwei Sauger vorgesehen uns bilden ein Grundmodul eines Netzes.According to the invention, at least one vacuum guide leading away from the connection and at least one connecting element into which the vacuum guide opens and from which the suction cup engaging the workpiece opens out are provided. Preferably, two vacuum guides, two connecting elements and two suckers are provided and form a basic module of a network.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird der Anschluss und/oder das Verbindungselement von einem Verbindungsmodul gebildet, welches zwei Gehäuseschalen aufweist, die insbesondere in einer Teilungsebene gefügt werden, in welcher die Unterdruckführungen angeordnet sind. Die Unterdruckführungen bilden quasi eine Gitterebene und die Gehäuseschalen liegen in den Knotenpunkten der von den Unterdruckführungen gebildeten Gitterlinien. Hierfür weisen die Gehäuseschalen in ihrer Trennungsebene bevorzugt vier Aufnahmeöffnungen für die Unterdruckführungen auf. Diese vier Aufnahmeöffnungen sind im Winkel von 90° zueinander angeordnet, so dass sich das Gitternetz in jede Richtung erstrecken kann.In a further development of the invention, the connection and / or the connection element is formed by a connection module which has two housing shells which are joined in particular in a dividing plane in which the vacuum guides are arranged. The vacuum guides virtually form a lattice plane and the housing shells are located at the nodes of the grid lines formed by the vacuum guides. For this purpose, the housing shells preferably have four receiving openings for the vacuum guides in their plane of separation. These four receiving openings are arranged at an angle of 90 ° to one another, so that the grid can extend in any direction.
Ist die Fortsetzung des Gitternetzes in eine oder mehrere Richtungen nicht erforderlich, sind die Aufnahmeöffnungen mittels insbesondere einsteckbarer Abdeckkappen fluiddicht verschließbar. Das Verbindungsmodul bildet somit in diese Richtung ein Abschlusselement.If it is not necessary to continue the grid in one or more directions, the receiving openings can be closed in a fluid-tight manner by means of, in particular, plug-in cover caps. The connection module thus forms a closure element in this direction.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gehäuseschalen ein Dichtelement umschließen. Dieses Dichtelement ist innerhalb des Verbindungsmoduls angeordnet und dient zum fluiddichten Anschluss der Unterdruckführungen. Dabei ist das Dichtelement im Wesentlichen hohlkugelförmig ausgebildet und weist wenigstens zwei Öffnungen auf. Wenigstens eine der Öffnungen liegt fluiddicht an wenigstens einer Unterdruckführung an, wobei eine weitere Öffnung einen Strömungsdurchlass für den Sauger oder den Unterdruckanschluss bildet.In a further development of the invention it is provided that the housing shells enclose a sealing element. This sealing element is arranged within the connection module and is used for the fluid-tight connection of the vacuum guides. The sealing element is designed essentially in the shape of a hollow sphere and has at least two openings. At least one of the openings rests in a fluid-tight manner on at least one negative pressure guide, a further opening forming a flow passage for the suction device or the negative pressure connection.
Bei einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung weist das Dichtelement sechs Öffnungen auf. Dabei sind die Öffnungen jeweils in einem Winkel von 90° im Raum zueinander angeordnet. Die Vorrichtung kann durch gezielte Abstufung der Länge einzelner Module auch an unebene Werkstückflächen angepasst werden.In a particularly preferred variant of the invention, the sealing element has six openings. The openings are each arranged at an angle of 90 ° in space to one another. The device can also be adapted to uneven workpiece surfaces through targeted graduation of the length of individual modules.
Da die Öffnungen des Dichtelements die in den Anschluss und/oder die Verbindungselemente einmündenden Unterdruckführungen abdichtend umschließen bedarf es keiner weiteren Dichtelemente, wie Dichtringe oder dergleichen. Die Unterdruckführungen müssen lediglich in die Anschlussöffnungen der Verbindungselemente eingeschoben werden. Die Abdichtung erfolgt selbständig über das Dichtelement. Das Einschieben hat zudem den Vorteil, dass durch mehr oder weniger weites Einschieben das Raster stufenlos einstellbar ist.Since the openings of the sealing element seal the negative pressure guides opening into the connection and / or the connecting elements enclose it does not need any further sealing elements, such as sealing rings or the like. The vacuum guides only have to be pushed into the connection openings of the connecting elements. The sealing takes place automatically via the sealing element. Pushing in also has the advantage that the grid can be infinitely adjusted by pushing it in to a greater or lesser extent.
Dadurch, dass die Gehäuseschale vorteilhaft eine zur Teilungsebene orthogonal angeordnete Aufnahmeöffnung für den Sauger oder einen Unterdruckanschluss aufweist, kann der Unterdruckanschluss z.B. nach oben abragen, wohingegen sich die Sauger nach unten in Richtung des Wehrstücks erstrecken.Because the housing shell advantageously has a receiving opening for the sucker or a vacuum connection arranged orthogonally to the parting plane, the vacuum connection can, for example, protrude upwards, whereas the suction cups extend downwards in the direction of the weir.
Um hohe Kräfte aufnehmen zu können, sind die Gehäuseschalen miteinander verschraubt. Andere Verbindungsmöglichkeiten, wie eine Verklipsung oder eine Bajonettverrieglung, die durch eine eingeschobene Unterdruckführung gesichert wird, sind ebenfalls möglich.In order to be able to absorb high forces, the housing shells are screwed together. Other connection options, such as clipping or bayonet locking, which is secured by an inserted vacuum guide, are also possible.
Ferner besteht die Möglichkeit, dass an die Modulelemente weitere Elemente anschließbar sind. Dies können Überwachungs- und/oder Steuerelemente, Informationselemente, Versteifungselemente und dergleichen sein.There is also the possibility that further elements can be connected to the module elements. These can be monitoring and / or control elements, information elements, stiffening elements and the like.
Dadurch, dass die Unterdruckführungen von Rohrstücken beliebiger Länge gebildet werden, können diese problemlos zur Führung des Unterdrucks oder auch elektrischer Leitungen verwendet werden. Die Herstellung ist preiswert und einfach und durch Ablängen können die Unterdruckführungen auf die gewünschte Länge gebracht werden. Werden Rohrleitungen mit kreisrundem Querschnitt verwendet, kann durch Drehung des Verbindungselements der Sauger schräg zur oben erwähnten gitternetzebene gestellt werden.Because the vacuum guides are formed by pipe sections of any length, they can easily be used for guiding the vacuum or electrical lines. The production is inexpensive and simple and the vacuum guides can be brought to the desired length by cutting to length. If pipes with a circular cross-section are used, the suction cup can be set at an angle to the grid level mentioned above by rotating the connecting element.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Anschluss und/oder die Sauger mit den Verbindungselementen verschaubbar, verrastbar oder auf andere Weise, z.B. mittels einer Bajonettverrieglung unlösbar verbindbar sind. Derartige Verbindungen sind hoch belastbar, aber dennoch einfach herstellbar.A further development of the invention provides that the connection and / or the suction cups can be screwed, latched or non-detachably connected to the connecting elements in some other way, e.g. by means of a bayonet lock. Such connections are highly resilient, but still easy to produce.
Bei der Verwendung mehrerer Anschlüsse können unterschiedliche Saugkreise realisiert werden, die einzeln ansteuerbar sind.When using several connections, different suction circuits can be implemented, which can be controlled individually.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Figurenbeschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. 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.Further advantages, features and details of the invention emerge from the dependent claims and the following description of the figures, in which particularly preferred exemplary embodiments are described in detail with reference to the drawing. The features shown in the drawing and mentioned in the description and in the claims can each be essential to the invention individually or in any combination.
In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit sechs Saugstellen; -
2 das Ausführungsbeispiel gemäß1 in teilweiser Explosionsdarstellung; -
3 eine Explosionsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels; -
4 einen Vertikalschnitt durch das in3 dargestellte Ausführungsbeispiel; und -
5 eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels.
-
1 a perspective view of a first embodiment of the invention with six suction points; -
2 the embodiment according to1 in partial exploded view; -
3 an exploded view of a second embodiment; -
4th a vertical section through the in3 illustrated embodiment; and -
5 a perspective view of a third embodiment.
Die
In der
Das Verbindungselement
Das Dichtelement
Die
Die
Claims (16)
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