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Die Erfindung betrifft eine Sauggreiferanordnung zum Handhaben von Werkstücken, insbesondere von Blechen,
- • mit mehreren zur Anlage an einem Werkstück vorgesehenen Saugern, jeweils mit einem Saugerinnenraum, der bei Anlage des Saugers an einem Werkstück eine Saugkammer ausbildet, in welcher zur Erzeugung einer Haltekraft ein Unterdruck erzeugbar ist,
- • mit einem Unterdruckraum,
- • mit einer Unterdruckquelle, mittels derer der Saugerinnenraum von Saugern über den Unterdruckraum zur Erzeugung eines Unterdruckes evakuierbar ist,
- • mit Verbindungsleitungen, von denen jeweils eine zwischen dem Saugerinnenraum wenigstens eines der betreffenden Verbindungsleitung zugeordneten Saugers einerseits und dem Unterdruckraum andererseits vorgesehen ist und die einen Strömungsquerschnitt aufweisen, über welchen der Saugerinnenraum des oder der zugeordneten Sauger mittels der Unterdruckquelle evakuierbar ist sowie
- • mit einer für den Strömungsquerschnitt wenigstens einer der Verbindungsleitungen vorgesehenen Querschnittsabdeckung, die in eine Geschlossenstellung und in eine Offenstellung überführbar ist, wobei die Querschnittsabdeckung in der Geschlossenstellung von der Saugerseite her an einem Abdeckungssitz anliegt und einen reduzierten Strömungsquerschnitt definiert, der kleiner ist als der Strömungsquerschnitt der betreffenden Verbindungsleitung und der beim Evakuieren des Saugerinnenraums des oder der zugeordneten Sauger von diesem Saugerinnenraum in Richtung auf den Unterdruckraum strömungsdurchlässig ist und wobei die Querschnittsabdeckung in der Offenstellung von dem Abdeckungssitz abgehoben ist und einen Strömungsquerschnitt freigibt, der größer ist als der reduzierte Strömungsquerschnitt sowie
- • mit einer Überdruckquelle, mittels derer über die mit der Querschnittsabdeckung versehene Verbindungsleitung der Saugerinnenraum des oder der zugeordneten Sauger zur Aufhebung eines Unterdruckes strömbar ist, wobei der von der Querschnittsabdeckung in der Offenstellung freigegebene Strömungsquerschnitt beim Strömen des betreffenden Saugerinnenraums von der Überdruckquelle in Richtung auf den Saugerinnenraum des oder der zugeordneten Sauger strömungsdurchlässig ist.
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Eine Sauggreiferanordnung der vorstehenden Art ist bekannt aus
DE 38 10 989 A1 . Diese Druckschrift offenbart eine für die Handhabung und insbesondere für den Transport von Gegenständen bestimmte Vorrichtung, die ein Gehäuse sowie einen an einem Saugnapfhals mit dem Gehäuse verschraubten und einen Saugraum aufweisenden Saugnapf umfasst. Der Saugraum des Saugnapfes steht über einen Absaugkanal mit einem Vakuumerzeuger, beispielsweise einer Saugdüse oder einer Vakuumpumpe, in Verbindung. In einem Kanalabschnitt des Absaugkanals ist ein Verschlusskörper mit Bewegungsspiel in Längsrichtung des Absaugkanals untergebracht. Zu dem Vakuumerzeuger hin kann sich der Verschlusskörper in eine Arbeitsstellung, zu dem Saugraum des Saugnapfes hin in eine Offenstellung bewegen. In die Offenstellung ist der Verschlusskörper mittels einer Schraubenfeder vorgespannt und/oder durch sein Eigengewicht beaufschlagt. Bei Arbeitsstellung des Verschlusskörpers ist der Strömungsquerschnitt des Absaugkanals gegenüber den Verhältnissen bei Offenstellung des Verschlusskörpers reduziert.
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Welche Stellung der Verschlusskörper einnimmt, ist abhängig von dem Druckunterschied zwischen dem Druck an der zu dem Vakuumerzeuger hin liegenden Seite des Verschlusskörpers und dem Druck an der zu dem Saugraum des Saugnapfes hin liegenden Seite des Verschlusskörpers. In die Arbeitsstellung, in welcher er einen reduzierten Strömungsquerschnitt des Absaugkanals definiert, wird der Verschlusskörper dann bewegt, wenn der Saugraum des Saugnapfes nicht durch einen zu handhabenden beziehungsweise zu transportierenden Gegenstand verschlossen ist und gleichzeitig die Unterdruckquelle einen Unterdruck erzeugt. Wird ausgehend von diesen Verhältnissen der Saugraum durch Anlegen des Saugnapfes an einem zu handhabenden beziehungsweise zu transportierenden Gegenstand verschlossen, so bewirkt der fortgesetzte Betrieb des Vakuumerzeugers den Aufbau eines Unterdruckes in dem Saugraum und mit Unterstützung der ihn beaufschlagenden Schraubenfeder und/oder unter der Wirkung seines Eigengewichts gelangt der Verschlusskörper aus der Arbeitsstellung in die Offenstellung.
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Eine weitere Sauggreiferanordnung ist bekannt aus
EP 1 671 906 A1 . Im Falle dieses Standes der Technik ist eine Mehrzahl von faltenbalgartigen Saugern vorgesehen, die zur Anlage an einem zu handhabenden Werkstück bestimmt sind und die mit einer Unterdruckkammer in Verbindung stehen. Die Verbindung zwischen einem jeden Sauger und der Unterdruckkammer wird über eine Verbindungsleitung hergestellt, die an ihrer saugerseitigen Mündung mit einer federelastischen Abdeckklappe versehen ist. Ist ein Sauger drucklos, d. h. steht in dem Saugerinnenraum des Saugers der Umgebungsdruck an, so befindet sich die dem Sauger zugeordnete Abdeckklappe in der Offenstellung, in der sie von dem Rand der saugerseitigen Mündung der zwischen dem betreffenden Sauger und der Unterdruckkammer vorgesehenen Verbindungsleitung abgehoben ist. Soll der Sauger zur Fixierung eines zu handhabenden Werkstückes eingesetzt werden, so wird vor dem Anlegen des Saugers an dem Werkstück mittels einer Unterdruckquelle in der Unterdruckkammer ein Unterdruck erzeugt, aufgrund dessen Luft durch den Saugerinnenraum in die Unterdruckkammer strömt. Diese Strömung lenkt die Abdeckklappe aus der Offenstellung in eine Geschlossenstellung aus, in welcher die Abdeckklappe von der Saugerseite her an dem Rand der saugerseitigen Mündung der ihr zugeordneten Verbindungsleitung anliegt. Aufgrund ihrer Federelastizität ist die geschlossene Abdeckklappe in Richtung auf ihre Offenstellung vorgespannt. Die Strömungsverbindung zwischen dem Saugerinnenraum und der Unterdruckkammer wird durch die geschlossene Abdeckklappe nicht vollständig unterbrochen. Kommt der Sauger an dem zu handhabenden Werkstück zur Anlage, so wird die für die Geschlossenstellung der Abdeckklappe sorgende Luftströmung zwischen dem Saugerinnenraum und der Unterdruckkammer zumindest stark reduziert. Infolgedessen bewegt sich die Abdeckklappe unter der Wirkung ihrer Federelastizität aus der Geschlossenstellung zurück in die Offenstellung und der in der Unterdruckkammer herrschende Unterdruck wird über die nun offene Verbindungsleitung an den Saugerinnenraum angelegt. Bei regulären Bedingungen wird das zu handhabende Werkstück aufgrund des Unterdrucks in dem Saugerinnenraum an dem betreffenden Sauger gehalten. Tritt aber an einem Sauger, der an ein Werkstück angelegt ist, eine unerwünschte Leckage auf, so kann dies dazu führen, dass das Werkstück an dem Sauger von vornherein nicht fixiert wird. Grund hierfür ist der Umstand, dass die Strömung, welche die Abdeckklappe in die Geschlossenstellung überführt und geschlossen hält, aufgrund der Leckage nicht unterbrochen wird, sich die Abdeckklappe daher nicht öffnet und ein in der Unterdruckkammer erzeugter Unterdruck nicht an den Saugerinnenraum angelegt werden kann. Tritt an einem Sauger nach dem Fixieren eines Werkstückes eine Leckage auf, so führt der damit verbundene Unterdruckverlust in dem Saugerinnenraum aufgrund der zunächst noch bestehenden Offenstellung der Abdeckklappe zu einem Unterdruckverlust in der Unterdruckkammer und infolgedessen zu einem Unterdruckverlust an sämtlichen Saugern, die an die Unterdruckkammer angeschlossen sind. Als Folge kann sich das zu handhabende Werkstück unerwünschterweise von den Saugern lösen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sauggreiferanordnung bereitzustellen, deren Funktionssicherheit gegenüber dem Stand der Technik erhöht ist.
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Erfindungsgemäß gelöst wird diese Aufgabe durch die Sauggreiferanordnung gemäß Anspruch 1.
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Im Falle der Erfindung ist demnach die Querschnittsabdeckung für den Strömungsquerschnitt der betreffenden Verbindungsleitung zwischen dem Saugerinnenraum des oder der zugeordneten Sauger einerseits und dem Unterdruckraum andererseits bereits mit Beginn der Erzeugung eines Unterdruckes bei drucklosem Saugerinnenraum, d. h. bei Umgebungsdruck in dem Saugerinnenraum, in die Geschlossenstellung überführt. Bereits mit Beginn der Unterdruckerzeugung ist daher die mittels der Querschnittsabdeckung realisierte Reduzierung des Strömungsquerschnittes wirksam. Leckagen an den der betreffenden Verbindungsleitung zugeordneten Saugern können infolge der Reduzierung des Strömungsquerschnittes den Aufbau eines Unterdrucks in dem Unterdruckraum und somit auch den Aufbau eines Unterdruckes an den von der leckagebehafteten Verbindungsleitung unabhängigen Saugern nicht verhindern. Entsprechend führen Leckagen, die während der Werkstückhandhabung, d. h. nach dem Aufbau eines Unterdruckes, beispielsweise infolge von Kollisionen an Saugern auftreten, die einer mit einer erfindungsgemäßen Querschnittsabdeckung versehenen Verbindungsleitung zugeordnet sind, nicht zu einer Aufhebung des Unterdrucks in den übrigen in den Unterdruckraum mündenden Verbindungsleitungen. Die diesen Verbindungsleitungen zugeordneten Sauger bleiben daher ungeachtet der an der betroffenen Verbindungsleitung auftretenden Leckagen funktionsfähig. Die Bemessung des reduzierten Strömungsquerschnittes erfolgt in Abhängigkeit von der Saugleistung der Unterdruckquelle.
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Die Offenstellung der Querschnittsabdeckung wird erfindungsgemäß nicht dazu genutzt, um an den Saugerinnenraum des oder der zugeordneten Sauger einen für die Fixierung eines zu handhabenden Werkstückes benötigten Unterdruck anzulegen sondern vielmehr dazu, einen in dem Saugerinnenraum herrschenden Unterdruck aufzuheben, um dadurch den oder die betreffenden Sauger von dem Werkstück zu lösen. Einerseits ist demnach der Strömungsquerschnitt der Strömungsverbindung zwischen dem Saugerinnenraum des oder der einer Verbindungsleitung zugeordneten Sauger und dem Unterdruckraum auf ein Maß reduziert, bei dem die sich aufgrund einer Leckage ergebende Strömung zwischen dem Saugerinnenraum und dem Unterdruckraum lediglich einen Unterdruckverlust bewirken kann, der an den übrigen Saugern der erfindungsgemäßen Sauggreiferanordnung den Aufbau einer Haltekraft bzw. die Aufrechterhaltung einer bereits aufgebauten Haltekraft nicht nennenswert beeinträchtigt. Andererseits steht ungeachtet der Reduzierung des Strömungsquerschnittes für die Strömung von dem Saugerinnenraum in Richtung auf den Unterdruckraum für eine Strömung in Gegenrichtung ein großer Strömungsquerschnitt zur Verfügung, da die zu dem Saugerinnenraum hin gerichtete Strömung die Querschnittsabdeckung für den Strömungsquerschnitt in die Offenstellung überführt. Dadurch wird die von der geschlossenen Querschnittsbegrenzung bewirkte Durchflussbegrenzung selbsttätig aufgehoben.
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Bei geöffneter Querschnittsabdeckung kann ein in dem Saugerinnenraum herrschender Unterdruck schnell und funktionssicher abgebaut und der oder die betreffenden Sauger von dem zu handhabenden Werkstück gelöst werden. Der von der Überdruckquelle zum Strömen des betreffenden Saugerinnenraums erzeugte Überdruck beträgt üblicherweise mehrere Bar.
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Tritt an dem oder den Saugern, welche der mit einer erfindungsgemäßen Querschnittsabdeckung versehenen Verbindungsleitung zugeordnet sind, keine unerwünschte Leckage auf, so kann der betreffende Saugerinnenraum über den reduzierten Strömungsquerschnitt schnell und funktionssicher evakuiert werden. Ein reduzierter Strömungsquerschnitt ist nicht zuletzt deshalb für eine schnelle Evakuierung ausreichend, weil der zur Erzeugung einer Haltekraft an den Saugerinnenraum anzulegende Unterdruck verhältnismäßig gering ist und sich in einer Größenordnung von lediglich mehreren hundert Millibar, beispielsweise in der Größenordnung von 400 bis 800 Millibar, bewegen kann. Eine Rücküberführung der Querschnittsabdeckung aus der Offenstellung in die Geschlossenstellung erfolgt unter der Wirkung der beim Öffnen der Querschnittsabdeckung aufgebauten Rückstellkraft und somit selbsttätig, sobald der betreffende Saugerinnenraum zur Aufhebung eines Vakuums geströmt und der Betrieb der Überdruckquelle eingestellt ist.
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Besondere Ausführungsarten der Sauggreiferanordnung nach Anspruch 1 ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen 2 bis 14.
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Für die Anordnung der Querschnittsabdeckung bieten sich erfindungsgemäß unterschiedliche Möglichkeiten.
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Im Falle der Erfindungsbauart nach Anspruch 2 ist die Querschnittsabdeckung innerhalb des Strömungsquerschnittes der betreffenden Verbindungsleitung angeordnet. Ausweislich Anspruch 3 ist die Querschnittsabdeckung einer saugerseitigen Mündung der betreffenden Verbindungsleitung saugerseitig vorgeordnet, wobei die Querschnittsabdeckung die saugerseitige Mündung der betreffenden Verbindungsleitung übergreift. Die Erfindungsbauart nach Anspruch 3 hat den besonderen Vorteil, dass Einrichtungen, beispielsweise eine Halterung für die Querschnittsabdeckung, die bei Anordnung der Querschnittsabdeckung innerhalb der Verbindungsleitung deren Strömungsquerschnitt einengen würden, außerhalb des Strömungsquerschnittes der Verbindungsleitung angeordnet sind. Infolgedessen steht insbesondere zum Strömen des betreffenden Saugerinnenraums zur Aufhebung eines dort herrschenden Unterdruckes der maximale Strömungsquerschnitt der Verbindungsleitung zur Verfügung.
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Im Interesse konstruktiv einfacher Verhältnisse bei gleichzeitig hoher Funktionssicherheit ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Querschnittsabdeckung klappenartig ausgebildet und durch eine Schwenkbewegung in die Geschlossenstellung und in die Offenstellung überführbar ist (Anspruch 4).
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Zur Bereitstellung der Rückstellkraft für die selbsttätige Überführung der Querschnittsabdeckung aus der Offenstellung in die Geschlossenstellung ist die Querschnittsabdeckung in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wenigstens teilweise elastisch verformbar (Anspruch 5). Aufgrund dieser elastischen Verformbarkeit baut sich bei der mit dem Strömen des betreffenden Saugerinnenraumes verbundenen Überführung der Querschnittsabdeckung aus der Geschlossenstellung in die Offenstellung diejenige Kraft auf, aufgrund derer die geöffnete Querschnittsabdeckung selbsttätig in die Geschlossenstellung rücküberführt wird, sobald das Strömen des betreffenden Saugerinnenraums beendet ist. Bevorzugtermaßen wird die elastische Verformbarkeit der Querschnittsabdeckung durch eine entsprechende Wahl des Werkstoffes der Querschnittsabdeckung realisiert (Anspruch 6).
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Damit die Querschnittsabdeckung den Belastungen standhalten kann, die beim Evakuieren des betreffenden Saugerinnenraumes von der Saugerseite her auf sie einwirken, ist im Falle der Erfindungsbauart gemäß Anspruch 7 an der von der Saugerseite der Querschnittsabdeckung abliegenden Seite eine Stützstruktur vorgesehen, an welcher die Querschnittsabdeckung in der Geschlossenstellung von der Saugerseite her abstützbar ist. Eine derartige Stützstruktur empfiehlt sich insbesondere in Fällen, in denen die Querschnittsabdeckung im Interesse einer funktionssicheren Transferierbarkeit zwischen der Geschlossenstellung und der Offenstellung aus einem besonders flexiblen Material mit verhältnismäßig geringer Eigentragfähigkeit besteht.
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Damit die Stützstruktur für die Querschnittsabdeckung deren Stellungsänderung nicht mitvollziehen muss, ist ausweislich Anspruch 8 in weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Stützstruktur für die Querschnittsabdeckung gitterartig ausgebildet ist. Wird die Querschnittsabdeckung beim Strömen des betreffenden Saugerinnenraums aus der Geschlossenstellung in die Offenstellung überführt, so kann die Stützstruktur dessen ungeachtet ihre Lage unverändert beibehalten, da sie aufgrund ihrer gitterartigen Ausbildung von dem strömenden Medium passiert werden kann.
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Die in Anspruch 9 beschriebene Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sauggreiferanordnung zeichnet sich durch eine besondere Montagefreundlichkeit der Querschnittsabdeckung aus. Gemeinsam mit einem Abdeckungshalter bildet die Querschnittsabdeckung ein Abdeckungsmodul, das als Baueinheit montiert oder demontiert werden kann. Dadurch vereinfacht sich insbesondere das Nachrüsten bereits vorhandener Sauggreiferanordnung mit einer Querschnittsabdeckung der erfindungsgemäßen Art.
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In Weiterbildung der Erfindung umfasst das Abdeckungsmodul nicht nur die Querschnittsabdeckung und den Abdeckungshalter sondern darüber hinaus auch die Stützstruktur für die Querschnittsabdeckung (Anspruch 10).
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An einer erfindungsgemäßen Sauggreiferanordnung nach Anspruch 11 ist die Querschnittsabdeckung an einem Filter angeordnet, der zur Filterung eines Mediums dient, das beim Evakuieren des betreffenden Saugerinnenraums aus diesem abströmt. An einem derartigen Filter steht der für die Querschnittsabdeckung benötigte Einbauraum vielfach ohne weiteres zur Verfügung. Von besonderem Vorteil ist die Anordnung der Querschnittsabdeckung an der von der Saugerseite des Filters abliegenden Seite (Anspruch 12). In diesem Fall strömt an der Querschnittsabdeckung beim Evakuieren des Saugerinnenraums ein Medium, das zuvor an dem Filter gereinigt worden ist. Dadurch wird insbesondere einer mit der Gefahr von Fehlfunktionen verbundenen Verschmutzung des Abdeckungssitzes vorgebeugt.
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Die Erfindungsbauarten nach den Ansprüchen 13 und 14 nutzen für die Unterbringung und die Lagerung der Querschnittsabdeckung ohnehin vorhandene Komponenten des Filters. Auch an einem Filter wird die erfindungsgemäße Querschnittsabdeckung vorzugsweise in Form eines Abdeckungsmoduls angeordnet, das neben der Querschnittsabdeckung den vorstehend beschriebenen Abdeckungshalter und unter Umständen auch die vorstehend beschriebene Stützstruktur für die Querschnittsabdeckung umfasst.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand beispielhafter schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine stark schematisierte Darstellung einer Sauggreiferanordnung zum Handhaben von Werkstücken, insbesondere von Blechen, mit einer Saugereinheit in der Draufsicht,
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2 eine perspektivische Darstellung der Saugereinheit gemäß 1,
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3 eine Schnittdarstellung der Saugereinheit gemäß den 1 und 2 mit einer in 1 senkrecht zu der Zeichenebene entlang der Linie III-III verlaufenden Schnittebene,
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4 ein in die Sauggreiferanordnung gemäß 1 integriertes Abdeckungsmodul mit einer Querschnittsabdeckung in der Geschlossenstellung und in der Ansicht in Richtung auf die Saugereinheit,
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5 das Abdeckungsmodul gemäß 4 in der Ansicht auf die von dem Betrachter von 4 abliegende Rückseite des Abdeckungsmoduls,
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6 eine Schnittdarstellung des Abdeckungsmoduls gemäß den 4 und 5 mit einer in 4 senkrecht zu der Zeichenebene entlang der Linie VI-VI verlaufenden Schnittebene,
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7 das Abdeckungsmodul gemäß den 4 bis 6 mit der Querschnittsabdeckung in der Offenstellung,
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8 das Abdeckungsmodul gemäß den 4 bis 7 in Einbaulage im Innern einer Verbindungsleitung der Sauggreiferanordnung gemäß 1 und mit der Querschnittsabdeckung in der Geschlossenstellung,
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9 die Anordnung gemäß 8 mit der Querschnittsabdeckung in der Offenstellung,
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10 einen in die Sauggreiferanordnung gemäß 1 integrierbaren Filter mit eingebautem Abdeckungsmodul in der Außenansicht,
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11 eine Schnittdarstellung des Filters gemäß 10 mit einer in 10 senkrecht zu der Zeichenebene entlang der Linie XI-XI verlaufenden Schnittebene und
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12 eine Schnittdarstellung entsprechend 11 mit einer von 11 abweichenden Einbauposition des Abdeckungsmoduls.
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Gemäß 1 umfasst eine Sauggreiferanordnung 1 zum Handhaben von nicht dargestellten Werkstücken, insbesondere von Blechen, eine Saugereinheit 2 mit Leitungsanschlüssen 3, 4. Eine gestrichelt angedeutete Verbindungsleitung 5 stellt eine Verbindung zwischen dem Leitungsanschluss 3 und einem Unterdruckraum 7 her. Entsprechend ist der Leitungsanschluss 4 über eine gleichfalls nur angedeutete Verbindungsleitung 6 mit dem Unterdruckraum 7 verbunden. Zwischen den Leitungsanschlüssen 3, 4 und dem Unterdruckraum 7 sind in die Verbindungsleitung 5 ein Filter 8 sowie ein Abdeckungsmodul 9 und in die Verbindungsleitung 6 ein Filter 10 sowie ein Abdeckungsmodul 11 eingeschaltet. Der Unterdruckraum 7 steht mit einer herkömmlichen Druckquelle in Strömungsverbindung. Insbesondere besteht die Möglichkeit, dass der Unterdruckraum 7 gemeinsam mit einem Druckerzeuger der Druckquelle 12 eine Baueinheit bildet.
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Wie aus den 2 und 3 hervorgeht, sind die Leitungsanschlüsse 3, 4 an einer Deckplatte 13 der Saugereinheit 2 befestigt. Die Deckplatte 13 ist mit einer Tragplatte 14 der Saugereinheit 2 verbunden. In die Tragplatte 14 wiederum sind insgesamt zwölf Saugerstutzen 15 eingeschraubt, von denen jeder an seinem von der Tragplatte 14 abliegenden Ende mit einem Sauger 16 versehen ist. Die Sauger 16 sind herkömmlicher Bauart. Sie umfassen jeweils einen Saugerbalg 17, der aus einem hitzebeständigen Elastomer besteht und der einen Saugerinnenraum 18 begrenzt.
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Wie 2 zeigt, besteht das Saugerfeld der Saugereinheit 2 aus zwei Saugerreihen mit jeweils sechs Saugern 16. Jede der Saugerreihen bildet eine Saugergruppe, von denen die eine dem Leitungsanschluss 3 und somit der Verbindungsleitung 5 und die andere dem Leitungsanschluss 4 sowie der Verbindungsleitung 6 zugeordnet ist. Die Zuordnung erfolgt durch eine Strömungsverbindung zwischen den Saugern 16 einer Saugergruppe einerseits und dem Leitungsanschluss 3 und der Verbindungsleitung 5 oder dem Leitungsanschluss 4 und der Verbindungsleitung 6 andererseits. Die Strömungsverbindung zwischen dem Leitungsanschluss 3 und der diesem zugeordneten Saugergruppe ist in 3 gezeigt.
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Gemäß 3 sind die Saugerinnenräume 18 der betreffenden sechs Sauger 16 jeweils über eine zentral im Innern des jeweiligen Saugerstutzens 15 verlaufende Stutzenleitung 19 und einen Freiraum 20 an einen gemeinsamen Hohlraum 21 angeschlossen, der zwischen der Unterseite der Deckplatte 13 und der Oberseite der Tragplatte 14 der Saugereinheit 2 ausgebildet ist. An dem saugerseitigen Ende der Stutzenleitungen 19 ist jeweils ein Eingriff für ein Sechskantwerkzeug zu erkennen, mittels dessen die Saugerstutzen 15 an der Tragplatte 14 fixiert werden können. In den gemeinsamen Hohlraum 21 mündet eine im Innern des Leitungsanschlusses 3 verlaufende Anschlussleitung 22.
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Entsprechend ist die Strömungsverbindung zwischen den sechs Saugern 16 der zweiten Saugergruppe und dem Leitungsanschluss 4 hergestellt. An der Saugereinheit 2 sind die beiden Saugergruppen demnach strömungstechnisch voneinander getrennt.
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Eine strömungsmäßige Verbindung zwischen den beiden Saugergruppen der Saugereinheit 2 besteht über den Unterdruckraum 7. In den Unterdruckraum 7 mündet sowohl die Verbindungsleitung 5 als auch die Verbindungsleitung 6. Daher ist der Unterdruckraum 7 sowohl an die dem Leitungsanschluss 3 und der Verbindungsleitung 5 zugeordnete Saugergruppe als auch an die dem Leitungsanschluss 4 und der Verbindungsleitung 6 zugeordnete Saugergruppe der Saugereinheit 2 angeschlossen.
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Bei den in die Verbindungsleitungen 5, 6 eingeschalteten Filtern 8, 10 handelt es sich um herkömmliche Vakuumfilter, die dazu dienen, Verschmutzungen, beispielsweise Staub, zum Schutz des Druckerzeugers von der Druckquelle 12 fernzuhalten.
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Der Aufbau und die Funktionsweise der baugleichen Abdeckungsmodule 9, 11 ergibt sich aus den 4 bis 9.
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Demnach weisen die Abdeckungsmodule 9, 11 jeweils einen im wesentlichen hohlzylindrischen Abdeckungshalter 23 mit einem Außenbund 24 auf. An dem Abdeckungshalter 23 fixiert ist eine Querschnittsabdeckung in Form einer scheibenförmigen Klappe 25. Die Klappe 25 besteht aus einem elastischen Werkstoff, in dem dargestellten Beispielsfall aus Vulkollan. Sie ist an zwei außermittigen Befestigungsstellen 26, 27 mit dem Abdeckungshalter 23 verbunden und mit einer zentralen Durchtrittsöffnung 28 versehen.
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Ein Innenbund 29 des Abdeckungshalters 23 bildet einen Abdeckungssitz für die Klappe 25. Einstückig mit dem Innenbund 29 ist eine gitterartige Stützstruktur 30 für die Klappe 25 ausgebildet.
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In 6 befindet sich die Klappe 25 in der Geschlossenstellung, in 7 in der Offenstellung.
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Die 8 und 9 zeigen das Abdeckungsmodul 9 bzw. das Abdeckungsmodul 11 in Einbaulage innerhalb eines Strömungsquerschnittes 31 der Verbindungsleitung 5 bzw. im Innern eines Strömungsquerschnittes 32 der Verbindungsleitung 6. An ihrem Außenbund 24 weisen die Abdeckungsmodule 9, 11 ein geringes Übermaß gegenüber dem Strömungsquerschnitt 31, 32 auf. Infolgedessen werden die in das Innere der Verbindungsleitungen 5, 6 eingeschobenen Abdeckungsmodule 9, 11 ohne zusätzliche Befestigungsmaßnahmen in der Einbaulage gehalten. Wie nur in 9 zu erkennen ist, greift der als Lagerungsmittel dienende Außenbund 24 der Abdeckungsmodule 9, 11 in die ihm gegenüberliegende Leitungswand ein.
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Das Abdeckungsmodul 9 ist der Saugergruppe des Leitungsanschlusses 3, das Abdeckungsmodul 11 der Saugergruppe des Leitungsanschlusses 4 zugeordnet. Die Klappe 25 der Abdeckungsmodule 9, 11 ist in den 8, 9 an der den Leitungsanschlüssen 3, 4 zugewandten Seite des jeweiligen Abdeckungshalters 23 vorgesehen.
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Sind beispielsweise die Sauger 16 der Saugergruppe des Leitungsanschlusses 3 drucklos, d. h. steht in den Saugerinnenräumen 18 dieser Sauger 16 der Umgebungsdruck an, so befindet sich die Klappe 25 des Abdeckungsmoduls 9 in der Geschlossenstellung gemäß 8. Dabei liegt die Klappe 25 mit der von dem Leitungsanschluss 3 abgewandten Rückseite an dem Abdeckungssitz bzw. Innenbund 29 des Abdeckungshalters 23 an. Die Klappe 25 überdeckt den Strömungsquerschnitt 31 der Verbindungsleitung 5 und definiert einen von der Durchtrittsöffnung 28 gebildeten reduzierten Strömungsquerschnitt. Entsprechend stellt sich der Funktionszustand des Abdeckungsmoduls 11 bei drucklosen Saugern 16 der Sauger-gruppe des Leitungsanschlusses 4 dar.
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Zur Handhabung eines nicht dargestellten Bleches wird die Saugereinheit 2 mit sämtlichen Saugern 16 an die Oberfläche des betreffenden Bleches angelegt. Die Saugerinnenräume 18 der Sauger 16 bilden nun Saugkammern aus, an welche zur Erzeugung der erforderlichen Haltekraft ein Unterdruck angelegt werden muss. Zu diesem Zweck wird die Druckquelle 12 im Saugmodus und somit als Unterdruckquelle betrieben.
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Aufgrund des saugenden Betriebs der Unterdruckquelle wird aus den Saugerinnenräumen 18 sämtlicher Sauger 16 der Saugereinheit 2 Luft in Richtung auf die Druckquelle 12 abgesaugt. Die Strömungsrichtung des damit verbundenen Luftstroms in den Verbindungsleitungen 5, 6 ist in 8 durch einen Pfeil 33 veranschaulicht. Infolge dieses Luftstroms wird die Klappe 25 von der Saugerseite her gegen den Abdeckungssitz des Innenbundes 29 und außerdem auch gegen die gitterartige Stützstruktur 30 gedrückt. Für den Luftstrom steht lediglich der von der Durchtrittsöffnung 28 der Klappe 25 gebildete reduzierte Strömungsquerschnitt zur Verfügung.
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Sind die Saugerinnenräume 18 der an dem zu handhabenden Blech angelegten Sauger 16 hinreichend gegen die Umgebung abgedichtet, so werden die Saugerinnenräume 18 aufgrund des saugenden Betriebs der als Unterdruckquelle arbeitenden Druckquelle 12 evakuiert und in den Saugerinnenräumen 18 steht schließlich der zur Erzeugung einer Haltekraft erforderliche Unterdruck an. Üblicherweise liegt der erforderliche Unterdruck in den Saugerinnenräumen 18 in der Größenordnung von 400 mbar bis 800 mbar. Der Aufbau des Unterdrucks vollzieht sich trotz der Reduzierung des Strömungsquerschnittes der Verbindungsleitungen 5, 6 durch die Klappe 25 hinreichend schnell und nur unwesentlich langsamer als dies bei einem Verzicht auf die mittels der Klappe 25 bewirkte Durchflussbegrenzung der Fall wäre.
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Treten an einem oder mehreren Saugern 16 einer der beiden Saugergruppen der Saugereinheit 2 unerwünschte Leckagen auf, so kann sich in den Saugerinnenräumen 18 der betroffenen Sauger 16 der erforderliche Unterdruck nicht aufbauen. Stattdessen strömt von diesen Saugern 16 ununterbrochen Luft in Richtung auf die Druckquelle 12 und somit auch in den Unterdruckraum 7 ab. Der für diese Luft zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt ist aber an dem in die betreffende Verbindungsleitung 5, 6 integrierten und dem Unterdruckraum 7 vorgeschalteten Abdeckungsmodul 9, 11 aufgrund der Geschlossenstellung der betreffenden Klappe 25 reduziert. Daher kann sich ungeachtet der an der einen Saugergruppe auftretenden Leckage an der anderen Saugergruppe der für das Werkstückhandling erforderliche Unterdruck aufbauen. Die in die Geschlossenstellung überführte Klappe 25, welche der leckagebehafteten Saugergruppe zugeordnet ist, wirkt insofern als „Leckagebegrenzer” und verhindert eine unerwünschte Fehlfunktion beim Aufbau des Unterdruckes an der anderen Saugergruppe. Die nicht leckagebehafteten Sauger 16 können folglich die für die Handhabung des betreffenden Bleches benötigte Haltekraft aufbringen. Treten erst während des Werkstückhandlings an den Saugern 16 einer Saugergruppe Leckagen auf, so verhindert die in der Geschlossenstellung befindliche Klappe 25 eine Aufhebung des Unterdruckes an der nicht leckagebehafteten Saugergruppe.
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Leckagen können unterschiedliche Ursachen haben. Denkbar sind beispielsweise Löcher, die an dem betreffenden Blech vor dessen Handhabung erstellt worden sind oder Verschleiß an den Saugerbälgen 17 von Saugern 16. Leckagen während des Werkstückhandlings können aufgrund von Kollisionen des an den Saugern 16 gehaltenen Werkstückes mit Einrichtungen in dessen Umgebung auftreten.
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Nach Beendigung der Werkstückhandhabung ist die Saugereinheit 2 von dem betreffenden Blech zu lösen. Zu diesem Zweck wird die Druckquelle 12 als Überdruckquelle betrieben. Der Unterdruckraum 7 wird dadurch zu einem allen Saugern 16 gemeinsamen Überdruckraum. Die Druckquelle 12 erzeugt dementsprechend einen zu den Saugern 16 hin gerichteten Luftstrom mit einer in 9 durch einen Pfeil 34 veranschaulichten Strömungsrichtung. Der von der Druckquelle 12 erzeugte Überdruck liegt üblicherweise in der Größenordnung von 3 bar bis 6 bar.
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Aufgrund des Strömens der Saugerinnenräume 18 wird die Klappe 25 der Abdeckungsmodule 9, 11 gegen die Wirkung einer werkstoffbedingten elastischen Rückstellkraft aus der Geschlossenstellung in die Offenstellung ausgelenkt (9). Die Klappe 25 wird dadurch von dem Abdeckungssitz bzw. Innenbund 29 abgehoben und gibt einen Strömungsquerschnitt frei, der wesentlich größer ist als der bei saugendem Betrieb der Druckquelle 12 zur Verfügung stehende reduzierte Strömungsquerschnitt. Infolgedessen wird der an der Saugereinheit 2 in den Saugerinnenräumen 18 der Sauger 16 anstehende Unterdruck gegebenenfalls schnell und funktionssicher aufgehoben und dadurch die Saugereinheit 2 an den Saugern 16 von dem betreffenden Blech gelöst. Die bei Offenstellung der Klappe 25 für den Unterdruckabbau an den Saugern 16 benötigte Zeit beträgt nur einen Bruchteil der Zeit, die für den Unterdruckabbau unter Beibehaltung der mittels der Klappe 25 bewirkten Durchflussbegrenzung benötigt würde.
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Nach dem Lösen der Saugereinheit 2 von dem Blech wird die Druckquelle 12 stillgesetzt. Der zu der Saugereinheit 2 hin gerichtete Luftstrom endet und die Klappe 25 der Abdeckungsmodule 9, 11 schwenkt selbsttätig aus der Offenstellung gemäß 9 zurück in die Geschlossenstellung gemäß 8.
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Die Abdeckungsmodule 9, 11 müssen nicht notwendigerweise an den in 1 gezeigten Stellen der Saugeranordnung 1 eingebaut sein. Zwingend ist lediglich eine Anordnung der Abdeckungsmodule 9, 11 auf der Saugerseite des Druckraumes 7 zwischen diesem und dem oder den potentiell leckagebehafteten Saugern 16. Denkbar wäre beispielsweise auch der Einbau des Abdeckungsmoduls 9 in der Anschlussleitung 22 des Leitungsanschlusses 3.
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Außerdem besteht die Möglichkeit, die Abdeckungsmodule 9, 11 in den Filter 8 bzw. den Filter 10 zu integrieren. Diese Möglichkeit ist in den 10, 11 und 12 dargestellt.
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Die Filter 8, 10 sind baugleich. In der Außenansicht gemäß 10 ist an einem Gehäuse 35 ein Pfeil zu erkennen, welcher die Strömungsrichtung im Gehäuseinnern beim Evakuieren der Sauger 16 der Saugereinheit 2 und dadurch die erforderliche Ausrichtung des eingebauten Filters 8, 10 anzeigt. Außerdem sind in 10 ein saugerseitiger Filteranschluss 36 sowie ein druckquellenseitiger Filteranschluss 37 an dem Gehäuse 35 zu erkennen.
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Gemäß 11 sind die Abdeckungsmodule 9, 11 an der Saugerseite eines Filtereinsatzes 38 angeordnet und dabei mit dem Außenbund 24 des Abdeckungshalters 23 zwischen einer Schulter 39 des Gehäuses 35 und einer Tragstruktur 40 des Filtereinsatzes 38 spielfrei gelagert.
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Abweichend von den Verhältnissen gemäß 11 können das Abdeckungsmodul 9 und das Abdeckungsmodul 11 auch an der zu der Druckquelle 12 hin liegenden Seite des Filtereinsatzes 38 angeordnet werden. In diesem Fall werden die Abdeckungsmodule 9, 11 beim Evakuieren der. Sauger 16 vorteilhafterweise von Luft durchströmt, die zuvor mittels des Filtereinsatzes 38 gereinigt worden ist.
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Eine entsprechende Einbausituation zeigt 12. Das Abdeckungsmodul 9/11 ist in dem dargestellten Beispielsfall in den Filtereinsatz 38 integriert und liegt dort an der zu der Druckquelle 12 hin weisenden und folglich von den Saugern 16 abgewandten Seite eines nicht im Einzelnen dargestellten Filterelementes des Filters 8/10. In Einbaulage wird das Abdeckungsmodul 9/11 gemeinschaftlich mit dem Filtereinsatz 38 durch einen Gehäusedeckel 41 gehalten, der in einen Basisteil 42 des Gehäuses 35 eingeschraubt ist. Beispielsweise zu Wartungszwecken kann das Abdeckungsmodul 9/11 bei geöffnetem Gehäusedeckel 41 einzeln oder gemeinsam mit dem Filtereinsatz 38 aus dem Innern des Gehäuse-Basisteils 42 entnommen werden.
