-
Die Erfindung betrifft einen Bernoulli-Sauggreifer, mit einem Arbeitskopf, der an einer Arbeitsseite aufgrund eines nach dem Bernoulli-Prinzip erzeugten Unterdruckes einen Gegenstand festhalten kann und der an der Arbeitsseite eine Vielzahl von in einer Umfangsrichtung um eine imaginäre Zentrumsachse herum verteilt angeordneten Luftausströmdüsen mit jeweils einer nach radial außen orientierten Luftaustrittsöffnung aufweist, wobei sich die Luftausströmdüsen zwischen einem Kopfkörper und einem diesbezüglich gesonderten Abschlusskörper des Arbeitskopfes befinden.
-
Eine nach dem Bernoulli-Prinzip arbeitende berührungsfreie Transportvorrichtung dieser Art ist aus der
DE 10 2011 100 422 A1 bekannt und verfügt an einer im Betrieb einem festzuhaltenden Gegenstand zugewandten Arbeitsseite über eine Vielzahl einzelner Luftausströmdüsen, die um ein Zentrum herum verteilt angeordnet sind und über nach außen orientierte Luftaustrittsöffnungen verfügen. An den Luftaustrittsöffnungen austretende Druckluft kann aufgrund ihrer hohen Strömungsgeschwindigkeit einen Unterdruck erzeugen, der zum Festhalten eines Gegenstandes verwendbar ist. Die Luftausströmdüsen sind gemeinsam gebildet von einem Kopfkörper und einem in den Kopfkörper eingesetzten, an der dem Kopfkörper zugewandten Seite über eine Vielzahl von in Umfangsrichtung verteilten Nuten versehenen Abschlusskörper. Die Herstellung dieses Abschlusskörpers ist relativ aufwendig und erfordert technologisch anspruchsvolle Arbeitsvorgänge, um möglichst exakte Düsengeometrien der Luftausströmdüsen zu erzeugen.
-
Ein aus der
DE 10 2008 062 343 B4 bekannter, ebenfalls nach dem Bernoulli-Prinzip arbeitender Sauggreifer ist im Bereich der Arbeitsseite seines Arbeitskopfes mit einer Ringdüse versehen, durch die hindurch die für die Erzeugung eines Unterdruckes verantwortliche Druckluft gleichmäßig verteilt ausströmen kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die eine kostengünstige Herstellung eines mit exakten Düsengeometrien ausgestatteten Bernoulli-Sauggreifers ermöglichen.
-
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass zwischen den Kopfkörper und den Abschlusskörper eine diesbezüglich gesonderte, radial außen von einer äußeren Randfläche umgrenzte Zwischenplatte eingesetzt ist, die von einer Vielzahl von in der Umfangsrichtung verteilten, jeweils zu der äußeren Randfläche hin offenen Aussparungen durchsetzt ist, wobei die Luftausströmdüsen von durch den Kopfkörper und den Abschlusskörper gemeinsam abgedeckten Düsen-Abschnitten der Aussparungen definiert sind, deren an der Zwischenplatte ausgebildete Seitenflächen die seitliche Kontur der Luftausströmdüsen definieren.
-
Auf diese Weise können die für die Effizienz des Sauggreifers verantwortlichen Konturen der Luftausströmdüsen mittels technologisch leicht beherrschbarer Maßnahmen kostengünstig gefertigt werden. Zwischen den Kopfkörper und den Abschlusskörper ist eine zusätzliche Zwischenplatte eingesetzt, die über eine Vielzahl von in ihrer Umfangsrichtung verteilten Aussparungen verfügt, die zur äußeren Randfläche der Zwischenplatte hin ausmünden und die von einander entgegengesetzten Seiten her durch einerseits den Kopfkörper und andererseits den Abschlusskörper abgedeckt sind, um jeweils eine Luftausströmdüse zu definieren. Dabei ergibt sich die seitliche Kontur der Luftausströmdüsen durch die Formgebung der Seitenflächen der Aussparungen, die auf einfache Weise in der Zwischenplatte herstellbar sind, beispielsweise durch ein zeitsparendes und dennoch sehr präzises Stanzverfahren oder Energiestrahl-Schneidverfahren. Auch die Höhe der Luftausströmdüsen lässt sich durch die Wahl einer entsprechenden Dicke der Zwischenplatte sehr einfach vorgeben, ohne dass es der technologisch anspruchsvolleren Ausbildung von Nuten bedürfte. Somit können die Düsengeometrien der Luftausströmdüsen durch fertigungstechnisch wenig anspruchsvolle und somit kostengünstige Verfahrensweisen erzeugt werden, unter Gewährleistung exakter Strömungsprofile der austretenden Druckluft. Hinsichtlich der Herstellung des Sauggreifers besteht eine hohe Flexibilität, da das Leistungsvermögen sehr einfach über die Wahl der Konturen der Aussparungen und die Dicke der Zwischenplatte vorgebbar ist. Man hat die vorteilhafte Möglichkeit, einen Sauggreifer-Baukasten bereitzustellen, der die Gestaltung unterschiedlichster Leistungsstufen gestattet und somit die Bereitstellung von an den jeweiligen Anwendungszweck spezifisch angepassten Sauggreifern mit daraus resultierender hoher energetischer Effizienz. Um unterschiedliche Düsengeometrien der Luftausströmdüsen bereitzustellen, können sich bei dem erfindungsgemäßen Bernoulli-Sauggreifer die erforderlichen Variationsmaßnahmen auf allein die Zwischenplatte beschränken. Am Kopfkörper und am Abschlusskörper sind dazu keinerlei Veränderungen notwendig.
-
Außer der Dicke der Zwischenplatte und der Kontur der in der Zwischenplatte vorgesehenen Aussparungen ist die Anzahl der realisierbaren Luftausströmdüsen eine weitere leicht veränderliche Variable bei der Auslegung des Sauggreifers, da lediglich die Anzahl der Aussparungen in der Zwischenplatte verändert werden muss. Das erzielbare Festhaltevermögen lässt sich durch die Wahl der Anzahl der Luftausströmdüsen und durch den in der Umfangsrichtung der Zentrumsachse gemessenen Abstand zwischen den benachbarten Luftausströmdüsen variieren.
-
Da bei dem erfindungsgemäßen Bernoulli-Sauggreifer die wichtigsten Toleranzen in die Zwischenplatte verlagert sind, lassen sich die weiteren Komponenten wie insbesondere der Kopfkörper und der Abschlusskörper relativ einfach herstellen.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
-
Zweckmäßigerweise liegen der Kopfkörper und der Abschlusskörper im Bereich der Aussparungen von einander entgegengesetzten Seiten her jeweils mit einer ebenen Abdeckfläche plan an der zugewandten Plattenfläche der Zwischenplatte an. Dadurch wird die Höhe der Luftausströmdüsen durch die im Bereich der Aussparungen vorhandene Dicke der Zwischenplatte exakt vorgegeben. Durch die alternative Verwendung unterschiedlich dicker Zwischenplatten bei der Herstellung von Bernoulli-Sauggreifern kann auf diese Weise sehr einfach die Größe des Strömungsquerschnittes der Luftausströmöffnungen dem Anwendungszweck entsprechend vorgegeben werden.
-
Die die Zwischenplatte in ihrer Dickenrichtung durchsetzenden Aussparungen sind von dem Abschlusskörper und somit zu dem festzuhaltenden Gegenstand hin bevorzugt vollständig abgedeckt. Andererseits sind sie von dem Kopfkörper an der in Achsrichtung der Zentrumsachse entgegengesetzten Seite zweckmäßigerweise nur teilweise abgedeckt, insbesondere ausgehend von den Luftaustrittsöffnungen in Richtung zur Zentrumsachse hin, sodass sich an die als Düsen-Abschnitte bezeichneten, vom Kopfkörper und vom Abschlusskörper gemeinsam abgedeckten Abschnitte jeder Aussparung ein auf der Seite des Kopfkörpers unabgedeckter Abschnitt anschließt, der als Eintrittsabschnitt bezeichnet sei und durch den hindurch die zur Erzeugung des Unterdruckes dienende Druckluft aus dem Innern des Arbeitskopfes in die jeweilige Luftaustrittsdüse einströmen kann. Dadurch ist eine besonders einfache Luftversorgung der Luftausströmdüsen möglich.
-
Die Eintrittsabschnitte sämtlicher Luftausströmdüsen kommunizieren zweckmäßigerweise gemeinsam mit einer ringförmigen Luftverteilkammer, die mit mindestens einem insbesondere in dem Kopfkörper ausgebildeten Luftzuführkanal in Fluidverbindung steht, durch den hindurch die zur Erzeugung des Unterdruckes dienende Druckluft von außen her in den Arbeitskopf zuführbar ist. Die Luftverteilkammer ist insbesondere koaxial zu der Zentrumsachse angeordnet.
-
Vorzugsweise hat die Zwischenplatte durchweg eine konstante Dicke. Dies ermöglicht eine besonders einfache Herstellung. Beispielsweise kann die Zwischenplatte in der gewünschten Größe und Konturierung aus einem Ausgangsplattenkörper herausgetrennt werden, beispielsweise durch Stanzen oder durch einen Energiestrahl-Schneidvorgang wie beispielsweise Laserstrahlschneiden.
-
Es ist mit fertigungstechnisch wenig anspruchsvollen Maßnahmen möglich, beliebig konturierte Aussparungen in der Zwischenplatte vorzusehen. Besonders einfach gelingt dies bei einer mit einer konstanten Dicke versehenen Zwischenplatte.
-
Als besonders vorteilhaft hat sich eine ringförmige Gestaltung der Zwischenplatte herausgestellt. Diese Ringform kann stetig oder unstetig sein. Die Ringform der Zwischenplatte kann beispielsweise eine Polygonform haben. Als besonders vorteilhaft wird der Einsatz einer kreisringförmigen Zwischenplatte angesehen. Eine ringförmige Zwischenplatte lässt sich besonders einfach zwischen dem Kopfkörper und dem Abschlusskörper integrieren und zeichnet sich zudem durch einen minimalen Materialbedarf aus.
-
Vorzugsweise sind die Luftausströmdüsen so platziert, dass ihre Luftaustrittsöffnungen auf einer gemeinsamen, zu der Zentrumsachse konzentrischen Kreislinie liegen. Es ist ferner vorteilhaft, wenn die in der Umfangsrichtung der Zentrumsachse gemessenen Abstände zwischen den jeweils benachbarten Luftaustrittsöffnungen gleich sind, sodass eine gleichförmige Teilung der Luftausströmdüsen um die Zentrumsachse herum vorliegt.
-
Im Rahmen der Erfindung sind allerdings auch Ausführungsformen realisierbar, bei denen die vorhandenen Luftaustrittsöffnungen voneinander abweichende Abstände zur Zentrumsachse und/oder in der Umfangsrichtung der Zentrumsachse variierende Abstände zueinander haben.
-
Eine ringförmige Zwischenplatte lässt sich vorteilhaft mit einem Abschlusskörper kombinieren, der einen zentralen Befestigungsvorsprung und einen den Befestigungsvorsprung koaxial umschließenden ringförmigen Abdeckabschnitt aufweist. Mit dem ringförmigen Abdeckabschnitt werden die Aussparungen der Zwischenplatte abgedeckt, wobei der Abdeckabschnitt zweckmäßigerweise die gesamte Zwischenplatte abdeckt. Der in Richtung zum Kopfkörper wegragende Befestigungsvorsprung ist zur Fixierung des Abschlusskörpers am Kopfkörper genutzt und taucht insbesondere von der Arbeitsseite her in den Kopfkörper ein. Bevorzugt sind an der Zwischenplatte Mittel vorgesehen, die bewirken, dass die Zwischenplatte in zentrierter, bezüglich des Abschlusskörpers radial abgestützter Weise auf dem ringförmigen Abdeckabschnitt aufliegt. Dadurch ist ein einfacher und präziser Zusammenbau des Bernoulli-Sauggreifers möglich.
-
Die Zwischenplatte ist bevorzugt starr ausgebildet, kann aber auch über flexible Eigenschaften verfügen. Bevorzugt besteht sie aus einem Metall, insbesondere aus einem Metallblech. Besonders günstig wird auch eine Ausführungsform angesehen, bei der die Zwischenplatte folienartig dünn ausgebildet ist, beispielsweise mit einer Dicke zwischen 1/10 mm und 3,5/10 mm.
-
Insbesondere bei einer folienartig dünnen, über flexible Eigenschaften verfügenden Zwischenplatte wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Zwischenplatte an dem Abschlusskörper befestigt wird, bevor selbiger am Kopfkörper montiert wird. Dadurch können der Abschlusskörper und die Zwischenplatte zu einer einheitlich handhabbaren vormontierten Baugruppe zusammengefasst sein, die sich einheitlich mit einem einfachen Montageschritt sehr präzise an dem Abschlusskörper befestigen lässt. Die Zwischenplatte ist dabei an den Abschlusskörper zweckmäßigerweise angeklebt.
-
Insbesondere, jedoch nicht nur wenn die Möglichkeit geboten werden soll, den Bernoulli-Sauggreifer nach Bedarf hinsichtlich unterschiedlicher Leistungsstufen umzurüsten, ist es von Vorteil, wenn die Zwischenplatte als individuelle Komponente zwischen den Kopfkörper und den Abschlusskörper axial eingegliedert und insbesondere axial eingespannt ist. Bei der Montage brauchen der Abschlusskörper und der Kopfkörper mit zwischengefügter Zwischenplatte einfach nur „auf Block“ aneinander angesetzt werden, um die gewünschten Düsengeometrien zu erhalten.
-
Vorzugsweise ist der Abschlusskörper mit dem Kopfkörper verschraubt, wobei durch entsprechendes Festziehen der Schraubverbindung ein angestrebtes Verspannen der Zwischenplatte zwischen dem Abschlusskörper und dem Kopfkörper realisierbar ist.
-
Vorzugsweise sind die Aussparungen der Zwischenplatte seitlich derart konturiert, dass ein einen engsten Querschnitt der jeweiligen Luftaustrittsdüse definierender kleinster Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden Seitenflächen der betreffenden Aussparung unmittelbar im Bereich der zugeordneten Luftaustrittsöffnung liegt. Dies lässt sich optimal dadurch realisieren, dass die Seitenflächen der Luftausströmdüsen scharfkantig in die äußere Randfläche der Zwischenplatte übergehen. Mit dieser Maßnahme kann erreicht werden, dass ein Überschallfeld der Luftströmung unmittelbar an der äußeren Randfläche der Zwischenplatte beginnt und sich folglich sehr weit nach radial außen erstrecken kann, was zur Folge hat, dass ein besonders großflächiger Bereich mit nennenswertem Unterdruck und dementsprechend hoher Haltekraft erzielbar ist.
-
Soll eine geringere unterdruckbasierte Haltekraft bereitgestellt werden, beispielsweise um über eine geringe Steifigkeit verfügende und/oder empfindliche Gegenstände festzuhalten, wird zweckmäßigerweise eine derartige seitliche Konturierung der Aussparungen gewählt, dass der engste Querschnitt der Luftaustrittsdüsen mit Abstand zur äußeren Randfläche der Zwischenplatte im Innern der betreffenden Aussparung liegt.
-
Dies lässt sich besonders einfach durch einen abgerundeten Übergang der Seitenflächen der Luftausströmdüsen zur äußeren Randfläche der Zwischenplatte realisieren.
-
Aus unterschiedlichen Gründen kann es vorteilhaft sein, eine vorbestimmte Drehwinkellage der Zwischenplatte bezogen auf die Zentrumsachse zu gewährleisten. Dies lässt sich einfach und zuverlässig dadurch realisieren, dass die Zwischenplatte formschlüssig in den Kopfkörper eingreift und diesbezüglich verdrehgesichert ist. Insbesondere kann die Zwischenplatte einen beispielsweise von einer umgebogenen Lasche gebildeten Positioniervorsprung aufweisen, der in ein an der Arbeitsseite offenes Positionierloch des Kopfkörpers eingreift.
-
Eine solche drehwinkelmäßige Lagevorgabe ist insbesondere dann von Vorteil, wenn an dem Kopfkörper im Bereich der Arbeitsseite mehrere bezüglich einer den Abschlusskörper umschließenden Luftleitfläche des Kopfkörpers axial vorstehende Abstützvorsprünge angeordnet sind, an denen sich ein festzuhaltender Gegenstand abstützen kann, um eine gewisse Reibung aufzubauen, die während eines Transports des festgehaltenen Gegenstandes die Relativlage des Gegenstandes bezüglich des Kopfkörpers sichert. Die Abstützvorsprünge sind zweckmäßigerweise rings um den Abschlusskörper herum derart verteilt angeordnet, dass sie jeweils einem sich zwischen zwei in der Umfangsrichtung der Zentrumsachse unmittelbar benachbarten Luftaustrittsöffnungen erstreckenden Abschnitt der äußeren Randfläche der Zwischenplatte radial vorgelagert sind. Mit anderen Worten liegen die Abschlusskörper jeweils zwischen dem Ausströmbereich zweier in der Umfangsrichtung der Zentrumsachse benachbarter Luftausströmdüsen, sodass sie die erzeugte Luftströmung nicht nennenswert beeinträchtigen und nach wie vor ein hoher Unterdruck erzielbar ist.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine bevorzugte erste Bauform des erfindungsgemäßen Bernoulli-Sauggreifers in einer isometrischen Darstellung mit einem Blick von schräg unten her auf die Arbeitsseite,
- 2 eine weitere isometrische Darstellung des Bernoulli-Sauggreifers aus einem anderen Blickwinkel,
- 3 den Bernoulli-Sauggreifer in einer Explosionsdarstellung,
- 4 eine Unteransicht des Bernoulli-Sauggreifers von der Arbeitsseite her in der in 5 strichpunktierten Blickebene IV-IV ohne Darstellung des Abschlusskörpers,
- 5 einen Längsschnitt des Bernoulli-Sauggreifers gemäß Schnittlinie V-V aus 4 einschließlich des angebrachten Abschlusskörpers, wobei ein strichpunktiert umrahmter Ausschnitt separat auch nochmals vergrößert illustriert ist,
- 6 in einer der 5 entsprechenden Darstellungsweise einen weiteren Längsschnitt durch den Bernoulli-Sauggreifer gemäß Schnittebene VI-VI aus 4, und
- 7 einen Längsschnitt des Bernoulli-Sauggreifers in einer isometrischen Darstellung.
-
Der im Folgenden auch nur als „Sauggreifer“ bezeichnete Bernoulli-Sauggreifer 1 eignet sich zum Festhalten eines beliebigen, in der Zeichnung nur schematisch angedeuteten Gegenstandes 2 mittels eines Unterdruckes, der unter Ausnutzung des sogenannten Bernoulli-Prinzips in einem von Druckluft durchströmten Arbeitsspalt 3 erzeugt wird.
-
Der Arbeitsspalt 3 erstreckt sich zwischen einem Arbeitskopf 4 des Sauggreifers 1 und dem im Bereich einer Arbeitsseite 5 des Arbeitskopfes 4 angeordneten Gegenstand 2. Hauptsächlich maßgeblich für den Unterdruck ist dabei eine bezüglich einer imaginären Zentrumsachse 6 des Arbeitskopfes 4 radial nach außen orientierte Luftströmung in einem zu der Zentrumsachse 6 koaxialen ringförmigen Spaltabschnitt 3a des Arbeitsspaltes 3, der zwischen dem Gegenstand 2 und einer an der Arbeitsseite 5 an einem Kopfkörper 7 des Arbeitskopfes 4 ausgebildeten ringförmigen Luftleitfläche 8 definiert ist. Der Arbeitsspalt 3 endet radial außen im Bereich einer zu der Zentrumsachse 6 koaxialen peripheren Außenumfangsfläche des Kopfkörpers 7, die nach radial außen orientiert und entsprechend dem Ausführungsbeispiel bevorzugt kreiszylindrisch konturiert ist.
-
Der Kopfkörper 7 ist bevorzugt ein einstückiges Bauteil, kann aber durchaus auch einen mehrteiligen Aufbau haben.
-
Der Bernoulli-Sauggreifer 1 kann über nur einen einzigen Arbeitskopf 4 oder auch über mehrere solcher Arbeitsköpfe 4 verfügen.
-
Die Arbeitsseite 5 des Arbeitskopfes 4 wird im Folgenden zur leichteren Identifizierung auch als Vorderseite bezeichnet. Im Bereich seiner entgegengesetzten Rückseite 13 kann der Arbeitskopf 4, insbesondere an dem Kopfkörper 7, mit Befestigungsmitteln 11 ausgestattet sein, über die er mit einer nicht weiter illustrierten Handhabungseinrichtung verbindbar ist, die seine wunschgemäße Verlagerung und Positionierung bewirken kann.
-
Der Arbeitskopf 4 verfügt an der Arbeitsseite 5 über eine sich rings um die Zentrumsachse 6 herum erstreckende ringförmige Öffnungsstruktur 14, die radial nach außen orientiert ist und die sich aus einer Vielzahl von individuellen Luftaustrittsöffnungen 15 zusammensetzt, die in der durch einen Doppelpfeil illustrierten Umfangsrichtung 16 der Zentrumsachse 6 mit gegenseitigem Abstand verteilt angeordnet sind. Die Umfangsrichtung 16 ist die Richtung rings um die Zentrumsachse 6 herum.
-
An die ringförmige Öffnungsstruktur 14 schließt sich radial außen in diesbezüglich insbesondere koaxialer Anordnung die schon erwähnte ringförmige Luftleitfläche 8 an. Vorzugsweise verläuft die Luftleitfläche 8 zumindest partiell geneigt bezüglich einer zu der Zentrumsachse 6 rechtwinkeligen Radialebene, derart, dass sie sich mit zunehmendem Abstand von der ringförmigen Öffnungsstruktur 14 nach vorne vom Kopfkörper 7 weg entfernt. In Verbindung mit einem vorgelagerten, festzuhaltenden Gegenstand 2, der an der dem Arbeitskopf 4 zugewandten Seite eine ebene Fläche hat, resultiert daraus ein ringförmiger Spaltabschnitt 3a des Arbeitsspaltes 3, dessen Höhe sich zumindest partiell nach radial außen hin verringert.
-
Jede Luftaustrittsöffnung 15 gehört zu einer von mehreren Luftausströmdüsen 17, die entsprechend den Luftaustrittsöffnungen 15 rings um die Zentrumsachse 6 herum verteilt angeordnet sind. Alle Luftausströmdüsen 17 gemeinsam definieren einen die Zentrumsachse 6 mit radialem Abstand umschließenden Düsenkranz. Bezogen auf die zugeordnete Luftausströmdüse 17 ist die Luftaustrittsöffnung 15 nach radial außen orientiert.
-
Die Luftausströmdüsen 17 sind in der Achsrichtung der Zentrumsachse 6 zwischen dem Kopfkörper 7 und einem dem Kopfkörper 7 an der Arbeitsseite 5 axial vorgeordneten Abschlusskörper 18 angeordnet, wobei der Abschlusskörper 18 ein bezüglich des Kopfkörpers 7 gesonderter Bestandteil des Arbeitskopfes 4 ist.
-
Einen maßgeblichen Beitrag zur Bildung der Luftausströmdüsen 17 liefert eine bezüglich des Kopfkörpers 7 und bezüglich des Abschlusskörpers 18 gesondert ausgebildete Zwischenplatte 22, die in der Achsrichtung der Zentrumsachse 6 zwischen den Kopfkörper 7 und den Abschlusskörper 18 eingegliedert ist. Die Zwischenplatte 22 hat eine im Folgenden als Plattenebene 23 bezeichnete Ausdehnungsebene, die rechtwinkelig zu der Zentrumsachse 6 verläuft.
-
Bevorzugt ist die Zwischenplatte 22 ringförmig ausgebildet. Zweckmäßigerweise hat sie eine kreisringförmige Gestalt. Beides trifft auf das Ausführungsbeispiel zu. Somit hat die Zwischenplatte 22 eine nach radial außen orientierte äußere Randfläche 24, die die Außenkontur der Zwischenplatte 22 vorgibt, und ferner eine der Zentrumsachse 6 zugewandte innere Randfläche 25, die die Innenkontur der ringförmigen Zwischenplatte 22 definiert.
-
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Zwischenplatte 22 als eine nicht ringförmige Vollplatte ausgeführt.
-
Die Zwischenplatte 22 hat in der zur Plattenebene 23 rechtwinkeligen Richtung, die im montierten Zustand mit der Achsrichtung der Zentrumsachse 6 zusammenfällt, eine gewisse Dicke. Die zu der Plattenebene 23 rechtwinkelige Richtung sei daher auch als Dickenrichtung bezeichnet.
-
In der Zwischenplatte 22 ist eine Vielzahl von Aussparungen 26 ausgebildet, die die Zwischenplatte 22 jeweils in der Dickenrichtung durchsetzen und folglich zu beiden einander entgegengesetzten Plattenflächen 27, 28 der Zwischenplatte 22 offen sind, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung im Falle der dem Kopfkörper 7 zugewandten Plattenfläche als hintere Plattenfläche 27 und im Falle der dem Abschlusskörper 18 zugewandten Plattenfläche als vordere Plattenfläche 28 bezeichnet seien. Jede Aussparung mündet außerdem mit einer äußeren Aussparungsöffnung 32 zur äußeren Randfläche 24 hin aus. Ansonsten sind die Aussparungen 26 in der Plattenebene 23 ringsum geschlossen, wobei jede Aussparung 26 insbesondere zwei in der Umfangsrichtung 16 einander zugewandte Seitenflächen 23 hat, die radial außen in die äußere Randfläche 24 übergehen und die in einem mit radialem Abstand zu der äußeren Randfläche 24 angeordneten Bereich ineinander übergehen.
-
Bevorzugt sind die Aussparungen 26 so geformt, dass sie sich bei in der Achsrichtung der Zentrumsachse 6 orientierter Blickrichtung in Richtung zur äußeren Randfläche 24 der Zwischenplatte 22 verjüngen.
-
Der Kopfkörper 7 weist im Bereich der Arbeitsseite 5 eine sich radial innen an die Luftleitfläche 8 anschließende und diesbezüglich konzentrische ringförmige erste Abdeckfläche 34 auf, mit der er im Bereich der Aussparungen 26 an der hinteren Plattenfläche 27 anliegt. Der Abschlusskörper 18 weist an seiner dem Kopfkörper 7 zugewandten Rückseite eine ebenfalls ringförmige, sich um die Zentrumsachse 6 herum erstreckende zweite Abdeckfläche 35 auf, die im Bereich der Aussparungen 26 an der vorderen Plattenfläche 28 der Zwischenplatte 22 anliegt.
-
Die zweite Abdeckfläche 35 ist zweckmäßigerweise Bestandteil eines zu der Zentrumsachse 6 konzentrischen ringförmigen Abdeckabschnittes 36 des Abschlusskörpers 18, dessen Außendurchmesser zumindest im Wesentlichen demjenigen der Zwischenplatte 22 entspricht, sodass die äußere Randfläche 24 zumindest im Wesentlichen bündig mit einer nach radial außen orientierten äußeren Randfläche 42 des Abdeckabschnittes 36 verläuft.
-
Bevorzugt hat der Abschlusskörper 18 zusätzlich zu dem ringförmigen Abdeckabschnitt 36 einen von diesem ringförmigen Abdeckabschnitt 36 umschlossenen zentralen axialen Befestigungsvorsprung 37, der von der Arbeitsseite 5 her in eine zu der Arbeitsseite 5 hin offene Ausnehmung 43 des Kopfkörpers 7 eintaucht, die sich radial innen an die erste Abdeckfläche 34 anschließt. Über diesen Befestigungsvorsprung 37 ist der Arbeitskopf 4 an dem Kopfkörper 7 diesbezüglich unbeweglich befestigt.
-
Die Ausnehmung 43 ist durch den an den Kopfkörper 7 angesetzten Abschlusskörper 18 zur Arbeitsseite 5 hin verschlossen. Da der Befestigungsvorsprung 37 die Ausnehmung 43 nicht vollständig ausfüllt, verbleibt rings um den Befestigungsvorsprung 37 herum ein zu der Zentrumsachse 6 koaxialer Ringraum, der eine ringförmige Luftverteilkammer 44 bildet.
-
Die erste Abdeckfläche 34 deckt die Aussparungen 26 an der hinteren Plattenfläche 27 nur über einen Teil ihrer bezüglich der Zentrumsachse 6 radial gemessenen Länge ab, und zwar ausgehend von der äußeren Randfläche 24. Konstruktiv wird dies dadurch gelöst, dass der Durchmesser der Ausnehmung 43, an den sich die erste Abdeckfläche 24 anschließt, größer ist als der Radius eines zu der Zentrumsachse 6 konzentrischen Kreises, auf dem die radial innen liegenden Begrenzungsflächen der Aussparungen 26 liegen. In 4 ist bei 45 die Übergangskante zwischen der Innenkontur der Ausnehmung 43 und der sich radial außen daran anschließenden ersten Abdeckfläche 34 ersichtlich.
-
Im Gegensatz zum Bereich der hinteren Plattenfläche 27 sind die Aussparungen 26 im Bereich der vordern Plattenfläche 28 durch den Abschlusskörper 18 beziehungsweise die von dem Abschlusskörper 18 gebildete zweite Abdeckfläche 35 vollständig abgedeckt. Exemplarisch ist die gesamte Zwischenplatte 22 an ihrer vorderen Plattenfläche 28 durch den Abschlusskörper 18 abgedeckt.
-
Die von einander entgegengesetzten Seiten her durch die beiden Abdeckflächen 34, 35 gemeinsam abgedeckten Abschnitte der Aussparungen 26, die als Düsen-Abschnitte 46 bezeichnet seien, definieren jeweils eine der Luftausströmdüsen 17. Somit ist jede Luftausströmdüse 17 seitlich von den Seitenflächen 33 und in ihrer Höhenrichtung von den beiden Abdeckflächen 34, 35 des Kopfkörpers 7 und des Abschlusskörpers 18 begrenzt und definiert.
-
Der von der ersten Abdeckfläche 34 nicht abgedeckte Abschnitt der Aussparungen 26, der sich in Richtung zur Zentrumsachse 6 an den Düsen-Abschnitt 46 anschließt, erstreckt sich im Bereich der Luftverteilkammer 44 und bildet einen mit der Luftverteilkammer 44 fluidisch kommunizierenden Eintrittsabschnitt 47 der jeweiligen Luftausströmdüse 17.
-
Die Luftverteilkammer 44 steht mit einem im Innern des Arbeitskopfes 4 und insbesondere im Innern des Kopfkörpers 7 ausgebildeten Luftzuführkanal 48 in Fluidverbindung, der mit einer Zuführöffnung 52 zu einer Außenfläche des Arbeitskopfes 4 hin ausmündet, die sich beim Ausführungsbeispiel an der Rückseite 13 des Kopfkörpers 7 befindet. An diese Zuführöffnung 52 ist im Betrieb des Sauggreifers 1 eine nicht weiter abgebildete Fluidleitung angeschlossen, durch die hindurch von einer Druckluftquelle stammende Druckluft in den Arbeitskopf 4 einspeisbar ist. Diese Druckluft gelangt über den Luftzuführkanal 48 in die Luftverteilkammer 44, von wo aus sie über die Eintrittsabschnitte 47 in die einzelnen Luftausströmdüsen 17 einströmt, die sie über die Luftaustrittsöffnungen 15 verlässt, um daran anschließend durch den ringförmigen Spaltabschnitt 3a hindurchzuströmen und dort einen Unterdruck zu erzeugen.
-
Der Kopfkörper 7 kann mit mindestens einer weiteren Zuführöffnung 52a ausgestattet sein, die zu der peripheren Außenumfangsfläche 12 des Kopfkörpers 7 ausmündet und alternativ zu der Zuführöffnung 52 zur Einspeisung der Druckluft nutzbar ist. Die nicht benötigte Zuführöffnung 52 oder 52a kann durch ein Verschlusselement 53 verschlossen werden.
-
Ersichtlich wird bei dem Sauggreifer 1 die seitliche Kontur der Luftausströmdüsen 17 durch die Seitenflächen 33 der Aussparungen 26 vorgegeben. Da die Aussparungen 26 in die Zwischenplatte 22 vor dem Zusammenbau des Sauggreifers 1 bequem eingebracht werden können, erlaubt dies eine zeitsparende, sehr exakte und äußerst variable Gestaltung der Düsengeometrie.
-
Ferner ist von Vorteil, dass die in der Achsrichtung der Zentrumsachse 6 gemessene Höhe des Querschnittes der Luftausströmdüsen 17 durch die gewählte Dicke der Zwischenplatte 22 vorgegeben ist. Vorzugsweise sind die beiden Abdeckflächen 34, 35 als ebene Flächen ausgebildet, die somit keinerlei Nuten oder Vertiefungen aufweisen und die plan an der jeweils zugewandten Plattenfläche 27, 28 der Zwischenplatte 22 anliegen. Somit ist die Höhe des Düsenquerschnittes allein durch die Dicke der Zwischenplatte 22 in dem zwischen den beiden Abdeckflächen 34, 35 liegenden Bereich definiert.
-
Zweckmäßigerweise ist die Zwischenplatte 22 zwischen dem Kopfkörper 7 und dem Abschlusskörper 18 in der Achsrichtung der Zentrumsachse 6 fest eingespannt. Exemplarisch ist dies durch Befestigungsmittel 54 realisiert, die zwischen dem Kopfkörper 7 und dem Abschlusskörper 18 wirksam sind. Diese Befestigungsmittel 54 definieren vorzugsweise eine Schraubverbindung, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft.
-
Exemplarisch gehören zu den Befestigungsmitteln 54 der Befestigungsvorsprung 37, der mit einer sacklochartigen, zum Kopfkörper 7 hin offenen Innengewindebohrung 55 versehen ist, sowie eine Befestigungsschraube 56, die von der Rückseite 13 her in den Kopfkörper 7 eingesetzt ist, wobei sie mit ihrem Gewindeschaft in die Innengewindebohrung 55 eingeschraubt ist und sich mit ihrem Schraubenkopf an einer Spannfläche 57 des Kopfkörpers 7 abstützt.
-
Zweckmäßigerweise ist die Befestigungsschraube 56 in einen zu der Zentrumsachse 6 koaxialen Kanalabschnitt des Luftzuführkanals 48 eingesteckt, der im Innern des Kopfkörpers 7 eine die Spannfläche 57 definierende Abstufung hat.
-
Der Abschlusskörper 18 ist zweckmäßigerweise mit Zentriermitteln 58 versehen, die eine radial unbeweglich zentrierte Fixierung der ringförmigen Zwischenplatte 22 bezüglich des Abschlusskörpers 18 bewirken. Exemplarisch bestehen die Zentriermittel 58 aus einem bezüglich der zweiten Abdeckfläche 35 axial in Richtung zum Kopfkörper 7 hin vorstehenden Zentrierbund 18a, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser der ringförmigen Zwischenplatte 22 entspricht und der in die Zwischenplatte 22 koaxial eintaucht. Bevorzugt ist der Zentrierbund 18a von einem Längenabschnitt des Befestigungsvorsprungs 37 gebildet.
-
Bei dem illustrierten bevorzugten Ausführungsbeispiel des Sauggreifers 1 besteht die Zwischenplatte 22 aus Metall, insbesondere aus einem Metallblech. Zur Vermeidung von Korrosion ist sie insbesondere aus Edelstahl hergestellt. Vorzugsweise ist die Zwischenplatte 22 insgesamt starr ausgebildet und hat auch im nicht montierten Zustand eine eine Formstabilität gewährleistende Eigensteifigkeit.
-
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ist die Zwischenplatte 22 flexibel und insbesondere biegeschlaff oder elastisch ausgebildet. Die Zwischenplatte 22 kann insbesondere folienartig dünn ausgeführt sein. Dies insbesondere dann, wenn Luftausströmdüsen 17 mit besonders niedrigem Querschnitt gewünscht sind.
-
Die Zwischenplatte 22 ist zweckmäßigerweise als individuelle Komponente lose zwischen den Kopfkörper 7 und den Abschlusskörper 18 eingegliedert, jedoch zwischen dem Kopfkörper 7 und dem Abschlusskörper 18 axial eingespannt. Ihren axial unbeweglichen Halt erhält die Zwischenplatte 22 durch die beiden an ihr anliegenden Abdeckflächen 34, 35. Da die Zwischenplatte 22 zwischen den Kopfkörper 7 und den Abschlusskörper 18 nur lose eingelegt ist, kann sie im Falle eines notwendigen Austausches sehr leicht wieder entnommen werden, indem der Abschlusskörper 18 vom Kopfkörper 7 abgenommen wird. Indem die Befestigungsmittel 54 von lösbarer Art sind, kann der Sauggreifer 1 jederzeit durch Austausch der Zwischenplatte 22 hinsichtlich eines anderen Saugverhaltens beziehungsweise einer anderen Leistungsstufe umgerüstet werden.
-
Es besteht auch die nicht illustrierte alternative Möglichkeit, die Zwischenplatte 22 unabhängig vom jeweils anderen Körper an entweder dem Kopfkörper 7 oder dem Abschlusskörper 18 axial fest zu fixieren. Hier empfiehlt sich insbesondere eine Fixierung an dem Abschlusskörper 18. Die Fixierung kann beispielsweise durch eine Klebeverbindung realisiert sein. Abschlusskörper 18 und daran befestigte Zwischenplatte 22 bilden auf diese Weise eine einheitlich handhabbare Baugruppe, die einheitlich am und vom Kopfkörper 7 montiert beziehungsweise demontiert werden kann.
-
Gemäß dem illustrierten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Aussparungen 26 seitlich derart konturiert, dass ein einen engsten Querschnitt der betreffenden Luftausströmdüse 17 definierender kleinster Abstand zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Seitenflächen 33 unmittelbar im Bereich der zugeordneten Luftaustrittsöffnung 15 liegt. Um dies zu realisieren, ist es vorteilhaft, wenn die beiden Seitenflächen 33 der Luftausströmdüsen 17 scharfkantig in die äußere Randfläche 24 der Zwischenplatte 22 übergehen, was bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel der Fall ist. Das von der hindurchströmenden Druckluft erzeugbare Überschallfeld beginnt in diesem Fall im Bereich der äußeren Randfläche 24 und kann sich sehr weit nach radial außen erstrecken, sodass sich in dem der Luftleitfläche 8 vorgelagerten Abschnitt 3a des Arbeitsspaltes 3 ein hoher Unterdruck ausbilden kann.
-
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel befindet sich der Bereich kleinsten Abstandes zwischen den sich gegenüberliegenden Seitenflächen 33 innerhalb der Aussparungen 26 in einem Abstand zu der äußeren Randfläche 24, was sich sehr einfach dadurch realisieren lässt, dass der Übergangsbereich zwischen den Seitenflächen 33 und der äußeren Randfläche 24 abgerundet ist.
-
Der Kopfkörper 7 ist an der Arbeitsseite 5 zweckmäßigerweise mit mehreren im Bereich der Luftleitfläche 8 platzierten Abstützvorsprüngen 62 ausgestattet, die über die Luftleitfläche 8 vorstehen. Durch die Abstützvorsprünge wird eine minimale Spalthöhe des Arbeitsspaltes 3 vorgegeben, da der festzuhaltende Gegenstand 2 durch den sich ausbildenden Unterdruck an die Abstützvorsprünge 62 herangezogen wird. Die im Kontaktbereich zwischen dem Gegenstand 2 und den Abstützvorsprüngen 62 auftretende Reibung bewirkt eine Lagefixierung des angesaugten Gegenstandes 2 in der zur Zentrumsachse 6 rechtwinkeligen Ebene. Dadurch ist ein besonders sicherer Transport eines angesaugten Gegenstandes 2 auch bei hohen Verfahrbeschleunigungen des Arbeitskopfes 4 gewährleistet.
-
Die Abstützvorsprünge 62 sind zweckmäßigerweise in regelmäßiger Verteilung in der Umfangsrichtung 16 verteilt angeordnet. Es handelt sich vorzugsweise um mindestens drei Abstützvorsprünge 62, wobei exemplarisch genau drei Abstützvorsprünge 62 vorhanden sind, deren Winkelabstand zueinander 120° beträgt.
-
Damit die Strömung der aus den Luftaustrittsöffnungen 15 austretenden Druckluft durch die in der Strömungsrichtung vorgelagerten Abstützvorsprünge 62 möglichst wenig beeinträchtigt wird, ist die Zwischenplatte 22 drehwinkelmäßig in einer derartigen Position am Kopfkörper 7 fixiert, dass die Abstützvorsprünge 62 jeweils einem Zwischenabschnitt 63 der Zwischenplatte 22 radial vorgelagert sind, der sich zwischen zwei in der Umfangsrichtung 16 unmittelbar benachbarten Luftaustrittsöffnungen 15 befindet. Die aus den den Zwischenabschnitt 63 flankierenden Luftausströmdüsen 17 austretende Druckluft wird dadurch zumindest zum größten Teil an dem vorgelagerten Abstützvorsprung 62 vorbeigeleitet, sodass ungünstige Strömungsreflexionen, die das sich aufbauende Vakuum beeinträchtigen könnten, auf ein Minimum reduziert sind.
-
Zweckmäßigerweise sind Maßnahmen vorgesehen, die dafür sorgen, dass die Zwischenplatte 22 zur Vorgabe der vorstehend erwähnten, bezüglich der Zentrumsachse 6 eingenommenen Drehwinkellage bezüglich des Kopfkörpers 7 in der Umfangsrichtung 16 formschlüssig fixiert ist. Bevorzugt wird dies dadurch realisiert, dass der Kopfkörper 7 an der Arbeitsseite 5 ein zum Abschlusskörper 18 hin offenes Positionierloch 64 aufweist, in das die Zwischenplatte 22 mit einem in Richtung zum Kopfkörper 7 vorstehenden Positioniervorsprung 65 axial eintaucht. Bei dem Positioniervorsprung 65 handelt es sich vorzugsweise um eine umgebogene Lasche, die ein einstückiger Bestandteil der Zwischenplatte 22 ist. Zweckmäßigerweise ist der Kopfkörper 7 mit nur einem einzigen Positionierloch 64 ausgestattet, sodass die Zwischenplatte 22 stets nur in einer einzigen Drehwinkellage am Kopfkörper 7 montiert werden kann.
-
Der Sauggreifer 1 hat den Vorteil, dass die wichtigsten Fertigungs- und Montagetoleranzen, die sich auf die Ausbildung der für die Erzeugung des Unterdruckes erforderliche Luftströmung auswirken, in die Zwischenplatte 22 verlegt sind. Dies ermöglicht eine sehr prozesssichere und kostengünstige Herstellung. Insbesondere die Realisierung der Zwischenplatte 22 als ein Blechteil ist sehr vorteilhaft, weil die für die Gestaltung der Luftausströmdüsen 17 verantwortlichen Konturen der Aussparungen 26 durch leicht beherrschbare Fertigungsmethoden präzise hergestellt werden können, beispielsweise durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder Stanzen. Da der Kopfkörper 7 und der Abschlusskörper 18 mit einfachen Konturen herstellbar sind, lässt sich der Sauggreifer 1 insgesamt äußerst preisgünstig herstellen. Beispielsweise kommt eine Herstellung durch Spritzgießen in Frage. Außerdem kann der Arbeitskopf 4 insgesamt mit sehr kompakten Abmessungen realisiert werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102011100422 A1 [0002]
- DE 102008062343 B4 [0003]
