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Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute Unterdruckhandhabungsvorrichtung und insbesondere ein Ventilmodul zur Verwendung in einer solchen Unterdruckhandhabungsvorrichtung.
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Unterdruckhandhabungsvorrichtungen dienen zum Halten und/oder Handhaben von Gegenständen, beispielsweise zum Transportieren von Werkstücken zwischen verschiedenen Bearbeitungsorten oder zum Halten eines Werkstücks bei seiner Bearbeitung.
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Grundsätzlich bekannt sind aus einzelnen Baueinheiten aufgebaute Unterdruckhandhabungsvorrichtungen umfassend einen Greifergrundkörper mit einer Saugseite zum Ansaugen eines Gegenstands, mehrere Ejektoren zum Erzeugen von Unterdruck und eine Ventilbank zur Ansteuerung der Ejektoren. Die Ejektoren und die Ventilbank sind herkömmlicherweise nebeneinander auf dem Greifergrundkörper angeordnet und über Schlauchverbindungen miteinander strömungs- und druckverbunden. Derartige Unterdruckhandhabungsvorrichtungen sind jedoch nur begrenzt flexibel und können in der Regel nur durch Umbau an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden.
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Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, eine Unterdruckhandhabungsvorrichtung bereitzustellen, welche kompakt aufgebaut ist und flexibel nutzbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Unterdruckhandhabungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unterdruckhandhabungsvorrichtung ist als Modulsystem (im Sinne einer Sachgesamtheit aus Modulen) umfassend wenigstens zwei Module ausgebildet. Die wenigstens zwei Module sind über Modulschnittstellen miteinander fluidisch verbindbar oder verbunden. Dies ermöglicht es, einen an der Unterdruckhandhabungsvorrichtung anliegenden Versorgungsdruck (Unterdruck oder Überdruck) auf einfache Weise durch die verschiedenen Module durchzuschleusen.
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Ein erstes Modul der wenigstens zwei Module ist als Ventilmodul ausgebildet. Ein zweites Modul der wenigstens zwei Module ist als Greifermodul ausgebildet. Die Unterdruckhandhabungsvorrichtung umfasst insofern wenigstens ein Ventilmodul und ein Greifermodul.
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Das Ventilmodul umfasst wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss zur Unter- oder Überdruckversorgung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung. Zu diesem Zweck ist der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss insbesondere derart ausgebildet, um mit einer externen Unter- oder Überdruckversorgungsleitung, vorzugsweise über eine pneumatische Standardverbindung, verbunden zu werden.
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Das Ventilmodul umfasst ferner wenigstens eine mit dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbundene Modulschnittstelle zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere zur Versorgung des weiteren Moduls mit Unterdruck oder Überdruck.
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Darüber hinaus umfasst das Ventilmodul eine Ventileinrichtung mit wenigstens einer Ventileinheit zum Steuern eines Luftflusses zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss und der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls. Die wenigstens eine Ventileinheit ist insbesondere dazu ausgebildet, einen Strömungsweg zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss und der wenigstens einen Modulschnittstelle wahlweise freizugeben oder zu sperren. Dies ermöglicht es, eine Unter- bzw. Überdruckversorgung eines mit dem Ventilmodul über die wenigstens eine Modulschnittstelle verbundenen weiteren Moduls wahlweise freizugeben oder zu sperren.
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Das Ventilmodul umfasst ferner eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit eines Steuersignals die Ventileinrichtung anzusteuern. Darüber hinaus umfasst das Ventilmodul wenigstens einen Steuersignalanschluss zur Bereitstellung von Steuersignalen an die Steuereinrichtung. Bei den Steuersignalen kann es sich um elektrische Signale handeln. Dann ist der wenigstens eine Steuersignalanschluss insbesondere als elektrischer Anschluss ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass es sich bei den Steuersignalen um pneumatische Signale handelt. Dann ist der wenigstens eine Steuersignalanschluss insbesondere als pneumatischer Anschluss ausgebildet.
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Das Greifermodul umfasst wenigstens eine Modulschnittstelle zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls oder mit einer Modulschnittstelle eines zwischen Greifermodul und Ventilmodul angeordneten Moduls.
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Das Greifermodul umfasst ferner wenigstens eine pneumatisch betätigbare Greifereinheit, welche mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbunden ist. Bei einer solchen Greifereinheit kann es sich beispielsweise um eine Sauggreifereinheit oder eine Magnetgreifereinheit handeln (siehe unten).
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Die wenigstens zwei Module weisen insgesamt eine scheibenartige Grundform auf und sind insofern als Modulscheiben ausgebildet. Die Scheibenform erlaubt es, die Modulscheiben entlang einer Stapelachse zu einem Modulstapel aufeinander zu stapeln. Die Modulschnittstellen sind derart ausgebildet und angeordnet, dass einander zugeordneten Modulschnittstellen zweier Module beim Stapeln der Module eine Fluidverbindung herstellen, insbesondere ineinander einrasten o.ä..
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Der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss und/oder der wenigstens eine Steuersignalanschluss sind an einer Mantelfläche des Ventilmoduls angeordnet, welche das Ventilmodul lateral zur Stapelachse, also in radialer Richtung seitlich zu der Stapelachse, begrenzt.
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Eine derartige Unterdruckhandhabungsvorrichtung ist kompakt aufgebaut. Insbesondere ermöglicht es eine Ausgestaltung der Module als Modulscheiben, einen an dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss anliegenden Versorgungsdruck auf direktem Weg in Stapelrichtung durch die wenigstens zwei Module durchzuschleusen und gleichzeitig auf einfache Weise seitlich ein Medium von einem Modul abzugreifen oder einem Modul zuzuführen.
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Dadurch, dass einander zugeordnete Modulschnittstellen bereits beim Stapeln der Module eine Fluidverbindung herstellen, kann ein regelmäßig kosten- und zeitintensives Verbinden der Modulschnittstellen mittels zusätzlicher fluidischer Verbindungselemente (z.B. Schläuche) nach einem Stapeln der Module entfallen. Eine derartige Unterdruckhandhabungsvorrichtung kann daher besonders schnell zusammengebaut werden. Insbesondere ermöglicht es eine solche Ausgestaltung, die Unterdruckhandhabungsvorrichtung ohne aufwändige Umbaumaßnahmen flexibel modular zu erweitern, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden. Dies wird insbesondere auch dadurch begünstigt, dass das Greifermodul keine Sensoren und keine Steuereinrichtung aufweist. Die für ein Aktivieren und Deaktivieren der wenigstens einen Greifereinheit erforderliche Steuereinrichtungen sind hingegen in dem Ventilmodul verortet, was einen kostengünstigen und wartungsarmen Aufbau der Unterdruckhandhabungsvorrichtung begünstigt. Zudem ermöglicht es eine solche Ausgestaltung, unterschiedlich ausgebildete Greifermodule mit demselben Ventilmodul zu verwenden. Beispielsweise ist es denkbar, dass ein Standard-Ventilmodul vorgehalten wird, welches mit unterschiedlichen Greifermodulen verbindbar ist, um unterschiedlichen Anforderungen, welche sich z.B. aus Größe oder Beschaffenheit eines zu haltenden Gegenstands ergeben, flexibel gerecht zu werden.
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Das Ventilmodul kann optional wenigstens einen zusätzlichen mit dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss strömungs- und druckverbundenen pneumatischen Anschluss zum Abgreifen von Überdruck oder Unterdruck aufweisen. Dies ermöglicht es, zusätzliche Baueinheiten auf einfache Weise mit Überdruck oder Unterdruck zu versorgen. Vorzugsweise ist der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss an der Mantelfläche des Ventilmoduls angeordnet.
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Darüber hinaus kann das Ventilmodul ferner einen Belüftungsanschluss aufweisen, welcher mit der Ventileinrichtung gekoppelt ist. Dann kann die Ventileinrichtung insbesondere derart ausgebildet sein, dass die wenigstens eine Modulschnittstelle des Ventilmoduls wahlweise mit Versorgungsdruck beaufschlagt werden kann oder belüftet werden kann. Vorzugsweise ist der Belüftungsanschluss an der Mantelfläche des Ventilmoduls angeordnet.
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Zur Verbindung der verschiedenen Module untereinander können die Module entsprechende Verbindungselemente aufweisen.
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Vorzugsweise sind die Verbindungselemente derart ausgebildet, dass eine Verbindung hergestellt, gelöst und wieder hergestellt werden kann. Dies ermöglicht es, die Unterdruckhandhabungsvorrichtung auf einfache Weise flexibel neu zusammenzustellen, insbesondere modular zu erweitern. Es ist beispielsweise denkbar, dass die Verbindungselemente einen Bajonettverschluss bilden. Es ist auch denkbar, dass es sich bei den Verbindungselementen um pneumatisch betätigbare Verriegelungskolben handelt. Ferner ist es möglich, dass die Verbindungselemente eine magnetische Verbindung bilden.
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Zur Abdichtung einer Fluidverbindung zwischen einander zugeordneten Modulschnittstellen ist es ferner vorteilhaft, wenn die Modulschnittstellen Dichtungselemente, z.B. in Form von O-Ringen oder Schaumdichtungen, aufweisen.
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Vorzugsweise sind die Module jeweils als Baueinheit mit einem eigenen Modulgehäuse mit einer Bodenfläche, einer Deckelfläche und einer nach lateral außen begrenzenden Mantelfläche ausgebildet. Die funktionalen Bauteile der Module (Ventile, Greifereinheit, Fluidleitungen, etc.) sind dann durch das jeweilige Modulgehäuse geschützt. Zur Ausbildung der gewünschten Scheibenform sind die Bodenfläche und die Deckelfläche insbesondere im Wesentlichen eben. Weiter vorzugsweise umläuft die Mantelfläche die Stapelachse und ist insbesondere parallel zur Stapelachse ausgerichtet.
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Die Modulschnittstellen eines Moduls sind vorzugsweise an denjenigen Seiten des Modulgehäuses dieses Moduls angeordnet, welche im gestapelten Zustand der Module einem Modulgehäuse eines weiteren Moduls zugewandt sind. Insbesondere sind die Modulschnittstellen an der Deckelfläche und/oder an der Bodenfläche eines Modulgehäuses angeordnet. Die durch die Modulschnittstellen gebildeten Fluidverbindungen zwischen den Modulen verlaufen dann im Wesentlichen entlang der Stapelachse. Dies ermöglicht es, Überdruck oder Unterdruck auf direktem Weg durch die einzelnen Module durchzuschleusen. Insbesondere sind einander zugeordnete Modulschnittstellen zweier Module derart an den entsprechenden Modulgehäusen angeordnet, dass diese Modulschnittstellen im gestapelten Zustand der Module miteinander fluchten.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht darin, dass die Modulgehäuse der verschiedenen Module im Querschnitt entlang der Stapelachse betrachtet die im Wesentlichen gleiche Fläche und die im Wesentlichen gleiche Außenkontur aufweisen. Dann weist ein Modulstapel eine gleichmäßige Außenkontur auf. Es ist denkbar, dass die Modulgehäuse der verschiedenen Module rotationsymmetrisch zur Stapelachse ausgebildet sind, insbesondere einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Es ist auch denkbar, dass die Modulgehäuse der verschiedenen Module eine vieleckförmige Querschnittsfläche aufweisen. Dann kann eine Orientierung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung auf einfache Weise bestimmt werden.
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Im Rahmen einer möglichen Ausgestaltung des Greifermoduls kann die wenigstens eine Greifereinheit als Sauggreifereinheit ausgebildet sein, welche wenigstens eine mit Unterdruck beaufschlagbare Saugstelle zum Ansaugen eines Gegenstands umfasst. Die wenigstens eine Saugstelle kann als Saugöffnung in einem Modulgehäuse des Greifermoduls ausgebildet sein. Sie kann aber auch mit einem separaten Saugkopf (z.B. Elastomer-Sauger, Saugglocken, Faltenbalgsauger) oder sonstigen Sauggreifervorrichtungen besetzt sein. Insbesondere ist die wenigstens eine Saugstelle über einen Saugkanal mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls strömungs- und druckverbunden. Die wenigstens eine Saugstelle kann dann über die wenigstens eine Modulschnittstelle mit Unterdruck oder Überdruck beaufschlagt werden, sodass ein Gegenstand angesaugt und wieder abgelegt werden kann.
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Im Rahmen einer alternativen Ausgestaltung des Greifermoduls kann die wenigstens eine Greifereinheit als pneumatisch betätigbare Magnetgreifereinheit ausgebildet sein. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Magnetgreifereinheit einen oder mehrere in einem Polschuh angeordnete Permanentmagneten umfasst, welche durch Anlegen von Unterdruck bzw. Überdruck an die Magnetgreifereinheit zwischen einer aktivierten Stellung (in welcher ein Gegenstand gehalten werden kann) und einer deaktivierten Stellung (in welcher ein Gegenstand abgelegt werden kann) überführbar ist. Insbesondere ist die wenigstens eine Magnetgreifereinheit über wenigstens einen Saugkanal mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls strömungs- und druckverbunden. Bei einer Ausgestaltung mit Magnetgreifereinheit ist es besonders bevorzugt, wenn das Ventilmodul wenigstens zwei Modulschnittstellen und wenigstens zwei Ventileinheiten aufweist (siehe unten).
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Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Unterdruckhandhabungsvorrichtung ferner ein Unterdruckerzeugungsmodul, welches zwischen dem Ventilmodul und dem Greifermodul anordenbar oder angeordnet ist. Das Unterdruckerzeugungsmodul umfasst wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit zum Erzeugen von Unterdruck mittels Druckluft. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Unterdruck-Ejektor handeln. Die wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit umfasst einen Überdruckeingang zur Versorgung der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit mit Druckluft, einen Saugeingang zum Ansaugen eines Medium, insbesondere Luft, und einen Überdruckausgang zur Ausgabe der Druckluft und gegebenenfalls des angesagten Mediums.
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Zur Versorgung der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit mit Druckluft umfasst das Unterdruckerzeugungsmodul wenigstens eine mit dem Überdruckeingang über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbundene Überdruck-Modulschnittstelle. Die wenigstens eine Überdruck-Modulschnittstelle ist dazu ausgebildet, mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls verbunden zu werden. Bei einer Ausgestaltung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung mit Unterdruckerzeugungsmodul ist der wenigstens eine pneumatische Versorgungsanschluss des Ventilmoduls dann insbesondere mit einer Druckluftzuführung gekoppelt.
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Das Unterdruckerzeugungsmodul umfasst ferner wenigstens eine mit dem Saugeingang der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbundene Unterdruck-Modulschnittstelle. Die wenigstens eine Unterdruck-Modulschnittstelle ist dazu ausgebildet, mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls, verbunden zu werden. Sie dient also zur Versorgung des weiteren Moduls mit Unterdruck.
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Ein solches Unterdruckerzeugungsmodul ermöglicht es, einen zur Betätigung der wenigstens einen Greifereinheit erforderlichen Unterdruck in der Unterdruckhandhabungsvorrichtung selbst zu erzeugen. Der Unterdruckhandhabungsvorrichtung muss also insbesondere kein Unterdruck über externe Unterdruckversorgungsleitungen zugeführt werden. Stattdessen muss lediglich Druckluft zugeführt werden, was technisch einfacher realisierbar ist.
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Das Unterdruckerzeugungsmodul umfasst insbesondere keine Sensoren und keine Steuereinrichtung. Die Steuerung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung ist, insbesondere ausschließlich, in dem Ventilmodul verortet.
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Optional kann das Unterdruckerzeugungsmodul ferner wenigstens einen mit dem Saugeingang der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbundenen lateralen, insbesondere an einer Mantelfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls angeordneten, Unterdruckauslass zum Abgreifen von Unterdruck umfassen. Dies ermöglicht es, auf einfache Weise zusätzliche Baueinheiten mit Unterdruck zu versorgen.
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Optional kann das Unterdruckerzeugungsmodul ferner wenigstens ein Belüftungsventil zum Belüften der wenigstens einen Unterdruck-Modulschnittstelle umfassen. Dies ermöglicht es, ein mit der Unterdruck-Modulschnittstelle verbundenes Greifermodul auf schnelle Weise zu belüften. Bei einer Ausgestaltung des Greifermoduls mit Sauggreifereinheit kann dann insbesondere die wenigstens eine Saugstelle belüftet werden, sodass ein angesaugter Gegenstand schnell abgelegt werden kann.
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Optional kann das Unterdruckerzeugungsmodul ferner wenigstens eine Überdruckdurchführung zur Durchführung von Überdruck, insbesondere Druckluft, von einer im gestapelten Zustand der Module dem Ventilmodul zugewandten Deckelfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls zu einer der Deckelfläche gegenüberliegenden Bodenfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls. Die Überdruckdurchführung mündet an der Deckelfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls in die wenigstens eine Überdruck-Modulschnittstelle, welche zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls ausgebildet ist. An der Bodenfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls mündet die Überdruckdurchführung in wenigstens eine Überdruck-Modulschnittstelle, welche zur Verbindung mit einer Überdruck-Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere des Greifermoduls, ausgebildet ist.
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Optional kann das Unterdruckerzeugungsmodul ferner wenigstens eine Rückschlagklappe umfassen, welche derart angeordnet ist, dass bei Deaktivierung des Unterdruckerzeugungsmoduls eine Belüftung des Saugeingangs durch das Unterdruckerzeugungsmodul unterdrückt wird. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es beispielsweise, bei Erreichen eines Unterdruck-Schwellwerts an dem Saugeingang (z.B. Unterdruck, welcher erforderlich ist, um einen Gegenstand an einer Sauggreifereinheit des Greifermoduls sicher zu halten) das Unterdruckerzeugungsmodul zu deaktivieren und weiterhin den Unterdruck in der Sauggreifereinheit aufrechtzuerhalten. Hierdurch wird ein effizienter Betrieb der Unterdruckhandhabungsvorrichtung begünstigt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Unterdruckhandhabungsvorrichtung ferner ein Belüftungsmodul umfassen, welches an dem Greifermodul anordenbar oder angeordnet ist, insbesondere zwischen Greifermodul und Ventilmodul bzw. zwischen Greifermodul und Unterdruckerzeugungsmodul.
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Das Belüftungsmodul umfasst wenigstens eine Unterdruckdurchführung zur Durchführung von Unterdruck von einer im gestapelten Zustand der Module dem Greifermodul zugewandten Bodenfläche des Belüftungsmoduls zu einer der Bodenfläche gegenüberliegenden Deckelfläche des Belüftungsmoduls. Die Unterdruckdurchführung dient zum Durchschleusen von Unterdruck von Ventilmodul zu Greifermodul, bzw. von Unterdruckerzeugungsmodul zu Greifermodul. Zu diesem Zweck mündet die Unterdruckdurchführung an der Bodenfläche des Belüftungsmoduls in wenigstens eine Unterdruck-Modulschnittstelle zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Greifermoduls. An der Deckelfläche des Belüftungsmoduls mündet die Unterdruckdurchführung in wenigstens eine Unterdruck-Modulschnittstelle zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls, insbesondere mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls oder der wenigstens einen Unterdruck-Modulschnittstelle des Unterdruckerzeugungsmoduls.
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Das Belüftungsmodul umfasst ferner wenigstens ein pneumatisch ansteuerbares Belüftungsventil, welches dazu ausgebildet ist, in einer Ventilstellung die Unterdruckdurchführung des Belüftungsmoduls zu belüften. Bei Belüftung der Unterdruckdurchführung des Belüftungsmoduls wird dann auch ein mit der Unterdruckdurchführung über die Unterdruck-Modulschnittstelle verbundenes Greifermodul belüftet. Dadurch, dass das Belüftungsmodul an dem Greifermodul angeordnet ist, kann das Greifermodul besonders schnell belüftet werden, sodass ein Gegenstand schnell abgelegt werden kann. Insbesondere ist das Belüftungsventil mit wenigstens einem lateralen Belüftungsanschluss verbunden.
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Zur Ansteuerung des Belüftungsventils ist es ferner bevorzugt, wenn das Belüftungsmodul an der dem Ventilmodul bzw. dem Unterdruckerzeugungsmodul zugewandten Deckelfläche eine Überdruck-Modulschnittstelle zur Verbindung mit der wenigstens einen Modulschnittstelle des Ventilmoduls bzw. zur Verbindung mit einer Überdruck-Modulschnittstelle einer Überdruckdurchführung des Unterdruckerzeugungsmoduls (siehe oben) aufweist. Dann kann das Belüftungsventil durch Druckänderung an der Modulschnittstelle des Ventilmoduls bzw. an der Überdruck-Modulschnittstelle des Unterdruckerzeugungsmoduls angesteuert werden. Insbesondere kann das Belüftungsmodul durch Schalten der im Ventilmodul verorteten Ventileinrichtung mittelbar angesteuert werden. Dann müssen insbesondere keine Sensoren und keine Steuereinrichtungen in dem Belüftungsmodul vorgehalten werden, um das Belüftungsventil anzusteuern, was eine kompakte und wartungsarme Bauweise der Unterdruckhandhabungsvorrichtung begünstigt.
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Zur Befestigung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung an einem Halter, bspw. an einem Kranträger oder einem Roboterarm, kann das Ventilmodul entsprechende Befestigungselemente aufweisen. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn die Unterdruckhandhabungsvorrichtung ein mit dem Ventilmodul verbindbares oder verbundenes Befestigungsmodul zum Befestigen der Unterdruckhandhabungsvorrichtung an einer Halterung umfasst. Insbesondere ist das Befestigungsmodul an derjenigen Seite des Ventilmoduls anordenbar oder angeordnet, welche den weiteren Modulen abgewandt ist. Insofern bildet das Befestigungsmodul das oberste Modul des Modulstapels. Ein derartiger modularer Aufbau ermöglicht es, die Unterdruckhandhabungsvorrichtung flexibel an unterschiedlichen Halterungen zu befestigen. Es ist beispielsweise denkbar, dass mehrere Befestigungsmodule mit Standard-Verbindungsschnittstellen vorgehalten werden.
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Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann das Ventilmodul wenigstens eine fluidische Mess-Modulschnittstelle umfassen. Dann kann die Steuereinrichtung des Ventilmoduls wenigstens einen mit der Mess-Modulschnittstelle gekoppelten Sensor zum Ermitteln eines an der Mess-Modulschnittstelle anliegenden Drucks aufweisen. Insbesondere umfasst die Steuereinrichtung dann ferner einen mit dem wenigstens einen Sensor zumindest mittelbar gekoppelten Controller zum Ansteuern der Ventileinrichtung in Abhängigkeit eines von dem Sensor ermittelten Drucks. Die fluidische Mess-Modulschnittstelle ist insbesondere dazu ausgebildet, mit einer Mess-Modulschnittstelle eines weiteren Moduls verbunden zu werden, um den Druck in einem weiteren Modul, insbesondere ein an der wenigstens einen Greifereinheit des Greifermoduls anliegenden Unterdruck, zu ermitteln. Dies ermöglicht es, einen Greifvorgang zu überwachen und durch Ansteuern der Ventileinrichtung zu regeln.
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Bei Ausgestaltungen der Unterdruckhandhabungsvorrichtung ohne Unterdruckerzeugungsmodul kann dann das Greifermodul wenigstens eine Mess-Modulschnittstelle aufweisen, welche mit der wenigstens einen Sauggreifereinheit strömungs- und druckverbunden ist. Dies ermöglicht es, einen an der Sauggreifereinheit anliegenden Druck durch den wenigstens einen Sensor zu ermitteln. Bei Vorrichtungen mit Unterdruckerzeugungsmodul kann das Unterdruckerzeugungsmodul wenigstens eine Mess-Modulschnittstelle umfassen, welche mit dem Saugeingang der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit über eine Fluidleitung strömungs- und druckverbunden ist. Dann kann ein an dem Saugeingang anliegender Unterdruck - und somit mittelbar ein an der wenigstens einen Greifereinheit anliegender Unterdruck - ermittelt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass das Ventilmodul zwei voneinander separate Modulschnittstellen aufweist, welche mit dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss strömungs- und druckverbunden sind. Dann weist die Ventileinrichtung insbesondere zwei Ventileinheiten auf, wobei eine erste Ventileinheit dazu ausgebildet ist, einen Luftfluss zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss und einer ersten Modulschnittstelle zu steuern und wobei die zweite Ventileinheit dazu ausgebildet ist, einen Luftfluss zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss und der zweiten Modulschnittstelle zu steuern. Insofern umfasst das Ventilmodul zwei separat steuerbare Druckkreise bzw. Druckkanäle.
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Eine solche Ausgestaltung des Ventilmoduls mit zwei Modulschnittstellen ermöglicht es bspw. zwei Sauggreifereinheiten voneinander unabhängig anzusteuern, sodass nebeneinander liegende Gegenstände selektiv gegriffen werden können. Dann umfasst das Greifermodul insbesondere zwei Modulschnittstellen zur Verbindung mit den zwei Modulschnittstellen des Ventilmoduls. Ferner ist eine solche Ausgestaltung zur Ansteuerung eines Greifermoduls mit Magnetgreifereinheit vorteilhaft.
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Eine Ausgestaltung des Ventilmoduls mit zwei Modulschnittstellen ist ferner vorteilhaft für Unterdruckhandhabungsvorrichtungen mit Unterdruckerzeugungsmodul. Dann kann das Unterdruckerzeugungsmodul an seiner dem Ventilmodul zugewandten Deckelfläche zwei Überdruck-Modulschnittstellen zur Verbindung mit jeweils einer der beiden Modulschnittstellen des Ventilmoduls aufweisen. Insbesondere handelt es sich bei einer ersten Überdruck-Modulschnittstelle um die diejenige Überdruck-Modulschnittstelle, welche mit dem Überdruckeingang der wenigstens einen Unterdruckerzeugungseinheit verbunden ist. Dann kann die wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit über den ersten Druckkreis betrieben werden.
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Die zweite Überdruck-Modulschnittstelle des Unterdruckerzeugungsmoduls kann beispielsweise mit einer zweiten Unterdruckerzeugungseinheit des Unterdruckerzeugungsmoduls verbunden sein. Dann können zwei Unterdruckerzeugungseinheiten voneinander unabhängig betrieben werden.
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Es ist auch möglich, dass die zweite Überdruck-Modulschnittstelle über eine Fluidleitung mit der wenigstens einen Unterdruck-Modulschnittstelle an der Bodenfläche des Unterdruckerzeugungsmoduls verbunden ist. Dann kann die wenigstens eine Unterdruck-Modulschnittstelle und somit ein über die Unterdruck-Modulschnittstelle verbundenes Greifermodul über den zweiten Druckkreis belüftet werden, insbesondere mit Überdruck beaufschlagt werden. Dies ermöglicht es, einen an einer Sauggreifereinheit des Greifermoduls gehaltenen Gegenstand abzublasen.
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Ferner ist es möglich, dass die erste und die zweite Überdruck-Modulschnittstelle des Unterdruckerzeugungsmoduls mit dem Überdruckeingang der Unterdruckerzeugungseinheit verbunden sind. Dann ist es denkbar, dass bei Anwendungen, bei denen vergleichsweise geringe Anforderungen an den Unterdruck gestellt werden, nur ein Druckkreis aktiviert wird. Die Unterdruckerzeugungseinheit wird dann nur mit vergleichsweise wenig Druckluft versorgt. Bei Anwendungen, bei denen ein hoher Unterdruck erforderlich ist (z.B. zum Ansaugen von saugdichten Gegenständen) können der erste und der zweite Druckkreis gemeinsam aktiviert werden. Dann kann die wenigstens eine Unterdruckerzeugungseinheit über beide Überdruck-Modulschnittstellen mit Druckluft versorgt werden. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es also, die Unterdruckerzeugungseinheit bedarfsgerecht zu betätigen, was einen effizienten Betrieb der Unterdruckhandhabungsvorrichtung begünstigt.
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Bei einer Ausgestaltung des Ventilmoduls mit zwei Modulschnittstellen und zwei Ventileinrichtungen, ist es ferner bevorzugt, wenn das Ventilmodul zwei Mess-Modulschnittstellen und insbesondere zwei Sensoren aufweist. Dies ermöglicht es, die beiden Druckkreise unabhängig voneinander zu überwachen und anzusteuern.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung besteht darin, dass die Module mit Ausnahme des Greifermoduls und des Befestigungsmoduls - also das Ventilmodul, ein optional vorgesehenes Unterdruckerzeugungsmodul und ein optional vorgesehenes Belüftungsmodul - jeweils eine Versorgungsdruckdurchführung zur Durchführung eines an dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss des Ventilmoduls anliegenden Versorgungsdruck (Überdruck oder Unterdruck) aufweisen. Die Versorgungsdruckdurchführungen der Module sind insbesondere über entsprechende Versorgungsdruck-Modulschnittstellen derart miteinander verbindbar oder verbunden, dass sie im gestapelten Zustand der Module gemeinsam einen den Modulstapel in Stapelrichtung durchsetzenden Versorgungsdruckkanal bilden. Insofern können alle Module mit Ausnahme des Befestigungsmoduls mit Versorgungsdruck versorgt werden. Dies ermöglicht es, an diesen Modulen Versorgungsdruck abzugreifen, was eine Versorgung von zusätzlichen Komponenten mit dem Versorgungsdruck ermöglicht.
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Die vorstehende Aufgabe wird ferner durch ein Ventilmodul gelöst, welches zur Verwendung in einer vorstehend beschriebenen Unterdruckhandhabungsvorrichtung ausgebildet ist. Insofern ist das Ventilmodul derart ausgebildet, dass es mit anderen Modulen den Aufbau einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung der genannten Art ermöglicht. Die vorstehend im Zusammenhang mit der gesamten Unterdruckhandhabungsvorrichtung erläuterten Merkmale und Vorteile des Ventilmoduls können zu dessen Ausgestaltung dienen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine skizzierte Darstellung einer Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung in einer perspektivischen Explosionsansicht;
- 2 eine schematische Darstellung eines Ventilmoduls einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung in einer ersten Ausgestaltung;
- 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß 2 und ein Greifermodul mit Sauggreifereinheit;
- 4 eine schematische Darstellung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung gemäß 3 mit einem zusätzlichen Unterdruckerzeugungsmodul;
- 5 eine schematische Darstellung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung gemäß 4, wobei das Unterdruckerzeugungsmodul eine Ventileinheit umfasst;
- 6 eine schematische Darstellung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung gemäß 5 mit einem zusätzlichen Belüftungsmodul;
- 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß 2, ein Belüftungsmodul und ein Greifermodul mit Magnetgreifereinheit;
- 8 eine schematische Darstellung eines Ventilmoduls in einer zweiten Ausgestaltung;
- 9 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß 8, ein Unterdruckerzeugungsmodul, und ein Greifermodul mit Sauggreifereinheit;
- 10 eine schematische Darstellung eines Ventilmoduls einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung in einer dritten Ausgestaltung;
- 11 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß 10 und ein Greifermodul mit einer Sauggreifereinheit;
- 12 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß 10 und ein Greifermodul mit Magnetgreifereinheit;
- 13 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß 10, ein Unterdruckerzeugungsmodul mit einer Unterdruckerzeugungseinheit, und ein Greifermodul mit Sauggreifereinheit; und
- 14 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung, umfassend ein Befestigungsmodul, ein Ventilmodul gemäß 10, ein Unterdruckerzeugungsmodul mit zwei Unterdruckerzeugungseinheiten, und ein Greifermodul mit Sauggreifereinheit.
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In der nachfolgenden Beschreibung sowie in den Figuren sind für identische oder einander entsprechende Merkmale jeweils dieselben Bezugszeichen verwendet.
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1 zeigt eine skizzierte Darstellung einer Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung, welche insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Die Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 ist als Modulsystem ausgebildet und umfasst mehrere nachfolgend im Detail erläuterten Module.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 ein Greifermodul 12, ein Unterdruckerzeugungsmodul 14, ein Ventilmodul 16, und ein Befestigungsmodul 18. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 ferner ein Belüftungsmodul 20 umfassen (vgl. 6 und 7). Wie nachfolgend noch im Detail erläutert kann die Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 alle oder nur eine Teilmenge der vorstehend genannten Module aufweisen, zumindest aber weist sie ein Greifermodul 12 und ein Ventilmodul 16 auf.
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Wie aus 1 ersichtlich, sind die Module 12,14,16,18,20 als Modulscheiben ausgebildet, welche entlang einer Stapelachse 22 zu einem Modulstapel aufeinander stapelbar sind. Die Module 12,14,16,18,20 sind jeweils als Baueinheit mit einem eigenen Modulgehäuse 24 mit einer Bodenfläche 26, einer Deckelfläche 28 und einer nach lateralen außen begrenzenden Mantelfläche 30 ausgebildet (in 1 beispielhaft für das Ventilmodul 16 hervorgehoben). Die Bodenflächen und die Deckelflächen der Module sind im Wesentlichen eben. Die Mantelflächen umlaufen die Stapelachse und sind im Wesentlichen parallel zur Stapelachse 22 ausgerichtet.
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Die einzelnen Module 12,14,16,18,20 sind über Verbindungselemente 32 zu einem Modulstapel verbindbar (vgl. 2 bis 14). Die Module 12,14,16,18,20 bilden im gestapelten Zustand insofern eine Baueinheit.
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Wie nachfolgend noch im Detail erläutert, sind die Module mit Ausnahme des Befestigungsmoduls 18 über Modulschnittstellen miteinander fluidisch verbindbar. Die Modulschnittstellen sind derart ausgebildet und relativ zueinander angeordnet, dass einander zugeordnete Modulschnittstellen zweier Module beim Stapeln der Module aufeinander eine Fluidverbindung herstellen.
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Das Befestigungsmodul 18 dient zum Befestigen der Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 an einer Halterung (nicht dargestellt). Zu diesem Zweck weist das Befestigungsmodul 18 an einer dem Ventilmodul 16 abgewandten Oberseite einen Befestigungsabschnitt 34 auf, welcher dazu ausgebildet ist, mit einem Befestigungsabschnitt einer Halterung (nicht dargestellt) verbunden zu werden.
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In 2 ist eine erste Ausgestaltung des Ventilmoduls 16 dargestellt. Das Ventilmodul 16 umfasst einen pneumatischen Versorgungsanschluss 36 zur Versorgung der Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 mit einem Versorgungsdruck (Über- oder Unterdruck). Der pneumatische Versorgungsanschluss 36 ist an der Mantelfläche 30 des Ventilmoduls 16 angeordnet und insbesondere dazu ausgebildet, mit einer externen Unter- oder Überdruckversorgungsleitung, z.B. Druckluftleitung, (nicht dargestellt) verbunden zu werden.
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Der pneumatische Versorgungsanschluss 36 ist über eine Fluidleitung 38 mit einer an der Bodenfläche 26 des Ventilmoduls 16 angeordneten Modulschnittstelle 40 gekoppelt, welche dazu ausgebildet ist, mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls verbunden zu werden.
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Zur Steuerung eines Luftflusses zwischen dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und der Modulschnittstelle 40 umfasst das Ventilmodul 16 eine Ventileinrichtung 42 mit einer ersten Ventileinheit 44. Die erste Ventileinheit 44 ist in dem dargestellten Beispiel als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet und mit dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36, der Modulschnittstelle 40 und einem an der Mantelfläche 30 des Ventilmoduls 16 angeordneten Belüftungsanschluss 46 über entsprechende Fluidleitungen verbunden. In einer ersten Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 ist ein Strömungsweg zwischen dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und der Modulschnittstelle 40 freigegeben. Dann wird ein an dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 anliegender Versorgungsdruck (Über- oder Unterdruck) aus der Modulschnittstelle 40 ausgegeben. In einer zweiten Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 ist ein Strömungsweg zwischen dem Belüftungsanschluss 46 und der Modulschnittstelle 40 freigegeben. Dann ist die Modulschnittstelle 40 belüftet. In der zweiten Ventilstellung der ersten Ventileinrichtung 44 ist ein Strömungsweg zwischen dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und der Modulschnittstelle 40 gesperrt.
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Das Ventilmodul 16 umfasst ferner eine Steuereinrichtung 48, welche dazu ausgebildet ist in Abhängigkeit eines Steuersignals die Ventileinrichtung 42 anzusteuern. Zur Bereitstellung von Steuersignalen an die Steuereinrichtung 48 weist das Ventilmodul 16 ferner einen Steuersignalanschluss 50 auf, welcher an der Mantelfläche 30 des Ventilmoduls 16 angeordnet ist. Bei dem Steuersignalanschluss 50 kann es sich insbesondere um einen elektrischen oder pneumatischen Anschluss handeln.
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Die Steuereinrichtung 48 umfasst einen Controller 52 und einen mit dem Controller 52 zumindest mittelbar gekoppelten Drucksensor 54. Der Drucksensor 54 ist mit einer fluidischen Mess-Modulschnittstelle 56 gekoppelt und dazu ausgebildet, einen an der Mess-Modulschnittstelle 56 anliegenden Druck zu ermitteln. Die Mess-Modulschnittstelle 56 ist an der Bodenfläche 26 des Ventilmoduls 16 angeordnet und dazu ausgebildet ist, mit einer Mess-Modulschnittstelle eines weiteren Moduls verbunden zu werden.
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Das Ventilmodul 16 umfasst ferner eine mit dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 verbundene Versorgungsdruckdurchführung 58, welche an der Bodenfläche 26 des Ventilmoduls 16 in eine Versorgungsdruck-Modulschnittstelle 60 mündet.
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Optional umfasst das Ventilmodul 16 ferner einen mit der Modulschnittstelle 40 verbundenen pneumatischen Anschluss 62 zum seitlichen Abgreifen von Versorgungsdruck. In dem dargestellten Beispiel ist der pneumatische Anschluss 62 an der Mantelfläche 30 des Ventilmoduls 16 angeordnet.
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Die 3 bis 7 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 mit einem vorstehend erläuterten Ventilmodul 16 gemäß 2.
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In 3 ist eine Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 dargestellt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß 2, und ein Greifermodul 12.
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Das Greifermodul 12 umfasst eine Greifereinheit 64, welche in dem dargestellten Beispiel als Sauggreifereinheit 66 ausgebildet ist. Die Sauggreifereinheit 66 umfasst zwei Saugstellen 68 zum Ansaugen eines Gegenstandes (nicht dargestellt). Die Saugstellen 68 sind über einen Saugkanal 70 miteinander strömungsverbunden und jeweils mit einem Saugkopf 72 besetzt.
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Der Saugkanal 70 mündet an einer dem Ventilmodul 16 zugewandten Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 in eine Modulschnittstelle 76, welche mit der Modulschnittstelle 40 des Ventilmoduls 16 strömungs- und druckverbunden ist. Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist der pneumatische Versorgungsanschluss 36 des Ventilmoduls 16 mit einer Unterdruckversorgungsleitung (nicht dargestellt) verbunden. In Abhängigkeit der Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 kann dann der Saugkanal 70 und damit die Saugstellen 68 mit Unterdruck beaufschlagt oder belüftet werden.
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Das Greifermodul 12 umfasst ferner eine Mess-Modulschnittstelle 78, welche mit dem Saugkanal 70 strömungsverbunden ist und an der Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 angeordnet ist. Die Mess-Modulschnittstelle 78 des Greifermoduls 12 ist mit der Mess-Modulschnittstelle 56 des Ventilmoduls 16 verbunden. Dies ermöglicht es, den Druck in dem Saugkanal 70 mittels des Drucksensors 54 zu überwachen und bei Bedarf die erste Ventileinheit 44 anzusteuern.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10, bei der zwischen Greifermodul 12 und Ventilmodul 16 zusätzlich ein Unterdruckerzeugungsmodul 14 angeordnet ist. Ansonsten entspricht die Ausführungsform gemäß 4 der Ausführungsform gemäß 3, wobei der pneumatische Versorgungsanschluss 36 des Ventilmoduls 16 bei der Ausführungsform gemäß 4 mit einer Druckluftversorgung (nicht dargestellt) verbunden ist.
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Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist eine Unterdruckerzeugungseinheit 80, beispielhaft und bevorzugt einen Ejektor, zur Erzeugung von Unterdruck mittels Druckluft auf. Die Unterdruckerzeugungseinheit 80 umfasst einen Überdruckeingang 82, einen Überdruckausgang 84 und einen Saugeingang 86.
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Zur Versorgung der Unterdruckerzeugungseinheit 80 mit Druckluft weist das Unterdruckerzeugungsmodul 14 eine Überdruck-Modulschnittstelle 88 auf, welche mit dem Überdruckeingang 82 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 strömungs- und druckverbunden ist. Die Überdruck-Modulschnittstelle 88 ist an einer dem Ventilmodul 16 zugewandten Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 angeordnet und mit der Modulschnittstelle 40 des Ventilmoduls 16 verbunden. Insofern kann die Unterdruckerzeugungseinrichtung 80 in Anhängigkeit der Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 mit Druckluft beaufschlagt werden oder belüftet werden. Die Unterdruckerzeugungseinrichtung 80 kann also über die erste Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 aktiviert und deaktiviert werden.
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Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist ferner einen Überdruckauslass 92 auf, welcher an einer Mantelfläche 94 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 angeordnet ist und mit dem Überdruckausgang 84 der Unterdruckerzeugungseinheit verbunden ist.
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Der Saugeingang 86 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 ist über eine Fluidleitung mit einer an einer Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 angeordneten Unterdruck-Modulschnittstelle 98 verbunden. Die Unterdruck-Modulschnittstelle 98 ist wie aus 4 ersichtlich, mit der Modulschnittstelle 76 des Greifermoduls 12 verbunden. Insofern kann der Saugkanal 70 des Greifermoduls 12 mit Unterdruck beaufschlagt werden.
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Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist ferner eine Überdruckdurchführung 100 zur Durchführung von Überdruck von der Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 zu der Bodenfläche 96 auf. Die Überdruckdurchführung 100 mündet an der Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 in die oben genannte Überdruck-Modulschnittstelle 88. An der Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 mündet die Überdruckdurchführung 100 in eine weitere Überdruck-Modulschnittstelle 102 zur Verbindung mit einer Modulschnittstelle eines weiteren Moduls.
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Ferner weist das Unterdruckerzeugungsmodul 14 eine Mess-Modulschnittstelle 104 auf, welche an der Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 angeordnet ist und über eine Fluidleitung mit dem Saugeingang 86 der Unterdruckerzeugungseinheit verbunden ist. Die Mess-Modulschnittstelle 104 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 ist mit der Mess-Modulschnittstelle 56 des Ventilmoduls 16 verbunden, sodass ein an dem Saugeingang 86 vorherrschender Druck von dem Drucksensor 54 des Ventilmoduls 16 ermittelt werden kann.
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Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist optional ferner einen mit dem Saugeingang 86 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 verbundenen lateralen Unterdruckauslass 106 zum Abgreifen von Unterdruck auf.
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Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 weist ferner eine Versorgungsdruckdurchführung 108 auf, welche an der Deckelfläche 90 und an der Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 jeweils in eine Versorgungsdruck-Modulschnittstelle 110,112 mündet. Wie aus 4 ersichtlich, ist die Versorgungdruck-Modulschnittstelle 110 an der Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 mit der Versorgungsdruck-Modulschnittstelle 60 an der Bodenfläche 26 des Ventilmoduls 16 verbunden.
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In 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 dargestellt, welche sich von der Ausführungsform gemäß 4 darin unterscheidet, dass das Unterdruckerzeugungsmodul 14 zusätzlich eine Stellventileinheit 114 umfasst. Die Stellventileinheit 114 ist in dem dargestellten Beispiel als 3/2-Wege Ventil ausgebildet und mit der Versorgungsdruckdurchführung 108, der Überdruck-Modulschnittstelle 88 und dem Überdruckeingang 82 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 verbunden. In einer ersten Ventilstellung ist ein Strömungsweg zwischen der Versorgungsdruckdurchführung 108 und dem Überdruckeingang 82 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 freigegeben. In einer zweiten Ventilstellung ist ein Strömungsweg zwischen der Versorgungsdruckdurchführung 108 und dem Überdruckeingang 82 gesperrt.
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Die Stellventileinheit 114 ist insbesondere derart ausgebildet, dass sie über eine Druckänderung an der Überdruck-Modulschnittstelle 88 angesteuert werden kann. Die Stellventileinheit 114 ist dann mittelbar über die Ventileinrichtung 44 des Ventilmoduls 16 ansteuerbar. Die Stellventileinheit 114 ist ferner derart ausgebildet, dass sie sich dann in ihrer ersten Ventilstellung befindet, wenn sich die erste Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 in deren erster Ventilstellung befindet - also dann, wenn die Überdruck-Modulschnittstelle 88 mit Druckluft beaufschlagt ist. Der Überdruckeingang 82 der Unterdruckerzeugungseinheit 80 wird dann sowohl über die Überdruck-Modulschnittstelle 88 als auch über die Versorgungsdruckdurchführung 108 mit Druckluft versorgt.
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In 6 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 dargestellt, welche der Ausführungsform gemäß 5 entspricht, jedoch zusätzlich ein Belüftungsmodul 20 umfasst. Das Belüftungsmodul 20 ist zwischen Unterdruckerzeugungsmodul 14 und Greifermodul 12 angeordnet.
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Das Belüftungsmodul 20 umfasst eine Unterdruckdurchführung 116 zur Durchführung von Unterdruck von einer dem Unterdruckerzeugungsmodul 14 zugewandten Deckelfläche 118 des Belüftungsmoduls 20 zu einer der dem Greifermodul 12 zugewandten Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20. Die Unterdruckdurchführung 116 mündet an der Deckelfläche 118 des Belüftungsmoduls 20 in eine Unterdruck-Modulschnittstelle 122, welche mit der Unterdruck-Modulschnittstelle 98 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 verbunden ist. An der Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20 mündet die Unterdruckdurchführung 116 in eine weitere Unterdruck-Modulschnittstelle 124, welche mit der Modulschnittstelle 76 des Greifermoduls 12 verbunden ist.
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Das Belüftungsmodul 20 umfasst ferner eine Überdruck-Modulschnittstelle 126, welche an der Deckelfläche 114 angeordnet ist und mit der Überdruck-Modulschnittstelle 102 der Überdruckdurchführung 100 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 verbunden ist.
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Darüber hinaus umfasst das Belüftungsmodul 20 ein pneumatisch ansteuerbares Belüftungsventil 128, welches dazu ausgebildet ist, die Unterdruckdurchführung 116 des Belüftungsmoduls 20 in einer Ventilstellung zu belüften. In dem dargestellten Beispiel ist das Belüftungsventil 128 als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet und mit der Überdruck-Modulschnittstelle 126 des Belüftungsmoduls 20, einem an einer Mantelfläche 130 des Belüftungsmoduls 20 angeordneten Belüftungsanschluss 132 und der Unterdruckdurchführung 116 verbunden. In einer ersten Ventilstellung ist ein Strömungsweg zwischen dem Belüftungsanschluss 132 und der Unterdruckdurchführung 116 gesperrt. In einer zweiten Ventilstellung ist dann ein Strömungsweg zwischen dem Belüftungsanschluss 132 und der Unterdruckdurchführung 116 freigegeben. Das Belüftungsventil 128 ist insbesondere derart ausgebildet, dass es über eine Druckänderung an der Überdruck-Modulschnittstelle 126 des Belüftungsmoduls 20 ansteuerbar ist. Insofern kann eine Ansteuerung des Belüftungsmoduls 128 mittelbar durch Ansteuerung der ersten Ventileinheit 44 des Ventilmoduls 16 erfolgen.
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Das Belüftungsmodul 20 umfasst ferner eine Versorgungdruckdurchführung 134, welche an der Deckelfläche 118 und an der Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20 in jeweils eine Versorgungsdruck-Modulschnittstelle 136,138 mündet. Wie aus 6 ersichtlich, ist die Versorgungsdruck-Modulschnittstelle 136 an der Deckelfläche 118 des Belüftungsmoduls 20 mit der Versorgungsdruck-Modulschnittstelle 112 an der Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 verbunden.
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In 7 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 gezeigt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß 2, ein Belüftungsmoduls 20 in einer zweiten Ausgestaltung, und ein Greifermodul 12.
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Bei der Ausgestaltung gemäß 7 ist das Belüftungsventil 128 mit der Unterdruckdurchführung 116, der Versorgungsdruckdurchführung 134, und einer bei der Ausführungsform gemäß 6 nicht vorhandenen Modulschnittstelle 140 an der Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20 verbunden. In einer ersten Ventilstellung des Belüftungsventils 128 ist ein Strömungsweg zwischen der Versorgungsdruckdurchführung 134 und der der Modulschnittstelle 140 gesperrt. In einer zweiten Ventilstellung ist ein Strömungsweg zwischen der Versorgungsdruckdurchführung 134 und der der Modulschnittstelle 140 freigegeben. Eine Ansteuerung des Belüftungsventils 128 erfolgt dabei über die Unterdruckdurchführung 116.
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Das Greifermodul 12 umfasst zwei Greifereinheiten 64, 64' welche als Magnetgreifereinheiten 142, 142' ausgebildet sind. Jede Magnetgreifereinheit 142, 142' umfasst einen Permanentmagneten 144 und einen Polschuh 146. Der Permanentmagnet 144 ist derart innerhalb des Polschuhs 146 angeordnet, dass er durch Anlegen eines Unter- oder Überdrucks an die Magnetgreifereinheit 142, 142' zwischen einer aktivierten Stellung, in welcher ein Magnetfeld zum Halten eines Gegenstands wirksam ist, und einer deaktivierten Stellung, in welcher ein gehaltener Gegenstand abgelegt werden kann, verschoben werden kann.
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Zur Beaufschlagung der Magnetgreifereinheiten 142, 142' mit Unter- bzw. Überdruck ist jede Magnetgreifereinheit 142, 142' über zwei Saugkanäle 70, 70' mit entsprechenden Modulschnittstellen 76, 76' an der Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 strömungs- und druckverbunden.
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Eine erste Modulschnittstelle 76 des Greifermoduls 12 ist mit der Unterdruck-Modulschnittstelle 124 der Unterdruckdurchführung 116 des Belüftungsmoduls 20 verbunden. Insofern wird der mit der ersten Modulschnittstelle 76 verbundene erste Saugkanal 70 in Abhängigkeit einer Ventilstellung der ersten Ventileinheit 44 des Ventilmoduls mit Druck beaufschlagt. Die zweite Modulschnittstelle 76' des Greifermoduls 12 ist mit der Modulschnittstelle 140 an der Bodenfläche 120 des Belüftungsmoduls 20 verbunden. Insofern kann der zweite Saugkanal 70' in Abhängigkeit des Schaltzustands des Belüftungsventils 128 mit Versorgungsdruck beaufschlagt werden. Das Belüftungsventil 128 ist insbesondere derart ausgebildet, dass der zweite Saugkanal 70' dann mit Versorgungsdruck beaufschlagt wird, also das Belüftungsventil 128 dann in seiner zweiten Ventilstellung ist, wenn der erste Saugkanal 70 belüftet ist, also die erste Ventileinheit 44 in ihrer zweiten Ventilstellung ist. Dies ermöglicht ein Hin- und Herbewegen des Permanentmagneten 144 zwischen seiner aktivierten und seiner deaktivierten Stellung.
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8 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines Ventilmoduls 16, welche sich von der Ausgestaltung gemäß 3 darin unterscheidet, dass die Ventileinrichtung 42 zusätzlich zu der ersten Ventileinheit 44 eine der ersten Ventileinheit 44 nachgeschaltete Stellventileinheit 148 umfasst. Die Stellventileinheit 148 ist in dem dargestellten Beispiel als 3/2-Wege-Ventil ausgebildet und mit dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36, einem Ventilausgang der ersten Ventileinheit 44 und der Modulschnittstelle 40 verbunden. Die erste Ventileinheit 44 kann z.B. als Vorsteuerventil für die Stellventileinheit 148 dienen.
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In 9 ist eine weitere Ausführungsform der Unterdruckerzeugungsvorrichtung 10 gezeigt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß 8, ein Unterdruckerzeugungsmodul 14, und ein Greifermodul 12. Die Ausführungsform gemäß 9 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 4 in der Ausgestaltung der Ventileinrichtung 42 mit erster Ventileinheit 44 und Stellventileinheit 148, ist ansonsten jedoch gleich aufgebaut (vgl. obige Ausführungen zu 8).
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10 zeigt eine dritte Ausgestaltung eines Ventilmoduls 16, welche sich von der Ausgestaltung gemäß 2 darin unterscheidet, dass das Ventilmodul 16 zwei voneinander separate Modulschnittstellen 40,40' umfasst, welche mit dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 über eine gemeinsame Verteilerleitung 38 verbunden sind. Die Ventileinrichtung 42 des Ventilmoduls 16 umfasst ferner zwei Ventileinheiten 44, 44'. Eine erste Ventileinheit 44 ist dazu ausgebildet, einen Luftfluss zwischen dem wenigstens einen pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und einer ersten Modulschnittstelle 40 zu steuern. Eine zweite Ventileinheit 44' ist dazu ausgebildet, einen Luftfluss zwischen dem pneumatischen Versorgungsanschluss 36 und der zweiten Modulschnittstelle 40' zu steuern. Bei nicht dargestellten Ausführungsformen können die beiden Ventileinheiten 44,44' jeweils zwei Ventile (Hauptventil und Stellventil) umfassen.
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Wie aus 10 ersichtlich, umfasst das Ventilmodul 16 vorzugsweise auch zwei Steuersignalanschlüsse 50, 50' zur Versorgung der Steuereinrichtung 48 mit Steuersignalen zur Ansteuerung der erste Ventileinheit 44 bzw. der zweiten Ventileinheit 44'. Ferner umfasst die Steuereinrichtung 48 vorzugsweise auch zwei Mess-Modulschnittstellen 56,56' und zwei Drucksensoren 54,54'. Insofern umfasst das Ventilmodul 16 zwei unabhängig voneinander betätigbare Druckkreise.
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Die 11 bis 14 zeigen verschiedene Ausführungsformen einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 umfassend ein vorstehend erläutertes Ventilmodul 16 gemäß 10.
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In 11 ist eine Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 dargestellt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß 10 und ein Greifermodul 12.
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Das Greifermodul 12 weist in dem dargestellten Beispiel zwei Sauggreifereinheiten 66,66' mit jeweils mindestens einer Saugstelle 68 auf. Jede Sauggreifereinheit 66,66' ist über einen Saugkanal 70, 70' mit einer Modulschnittstelle 76, 76' an der Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 verbunden, wobei die Modulschnittstellen 76, 76' des Greifermoduls 12 mit jeweils einer der zwei Modulschnittstellen 40, 40' des Ventilmoduls 16 verbunden sind. Die Sauggreifereinheiten 66, 66' sind insofern über die zwei Druckkreise des Ventilmoduls 16 voneinander unabhängig mit Unterdruck beaufschlagbar.
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Das Greifermodul 12 umfasst ferner zwei Mess-Modulschnittstellen 78, 78', welche an der Deckelfläche 74 des Greifermoduls 12 angeordnet sind und jeweils mit einem der beiden Saugkanäle 70, 70' verbunden sind. Die zwei Mess-Modulschnittstellen 78, 78' sind mit den zwei Mess-Modulschnittstellen 56,56' des Ventilmoduls 16 verbunden.
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In 12 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 gezeigt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß 10 und ein Greifermodul 12 mit zwei Magnetgreifereinheiten 142, 142'.
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Das Greifermodul 12 ist analog zu dem Greifermodul 12 der Ausführungsform gemäß 7 ausgebildet. Wie aus 12 ersichtlich sind die Modulschnittstellen 76, 76' des Greifermoduls 12 mit den zwei Modulschnittstellen 40, 40' des Ventilmoduls 16 verbunden. Insofern sind die beiden Saugkanäle 70, 70' über die beiden Druckkreise des Ventilmoduls 16 unabhängig voneinander mit Versorgungsdruck beaufschlagbar, sodass der jeweilige Permanentmagnet 144 zwischen seiner aktivierten und seiner deaktivierten Stellung verschoben werden kann.
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In 13 ist eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10 gezeigt, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß 10, ein Unterdruckerzeugungsmodul 14, und ein Greifermodul 12.
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Das Unterdruckerzeugungsmodul 14 umfasst eine Unterdruckerzeugungseinheit 80, welche in analoger Weise zu der in Bezug auf 4 erläuterten Ausführungsform ausgebildet ist und über den ersten Druckkreis des Ventilmoduls 16 betreibbar ist. Die Unterdruck-Modulschnittstelle 98 an der Bodenfläche 96 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 ist bei der Ausgestaltung gemäß 13 mit einer zusätzlichen Überdruck-Modulschnittstelle 150 an der Deckelfläche 90 des Unterdruckerzeugungsmoduls 14 verbunden. Diese Überdruck-Modulschnittstelle 150 ist mit der zweiten Modulschnittstelle 40' des Ventilmoduls 12 verbunden, sodass die Unterdruck-Modulschnittstelle 98 über den zweiten Druckkreis des Ventilmoduls 16 mit Überdruck beaufschlagt werden kann, um einen an einer Saugstelle 68 des Greifermoduls 12 gehaltenen Gegenstand abzublasen.
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14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Unterdruckhandhabungsvorrichtung 10, umfassend ein Befestigungsmodul 18, ein Ventilmodul 16 gemäß 10, ein Unterdruckerzeugungsmodul 14 in einer Ausgestaltung mit zwei Unterdruckerzeugungseinheiten 80, 80' und ein Greifermodul 12 mit zwei Sauggreifereinheiten 66, 66'.
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Jeder Sauggreifereinheit 66, 66' ist eine Unterdruckerzeugungseinheit 80, 80' zugeordnet, welche jeweils über einen der beiden Druckkreise des Ventilmoduls 16 betätigbar sind. Insofern sind die beiden Sauggreifereinheiten 66, 66' separat voneinander betätigbar. Für die weitere Funktion wird auf die Ausführungen zu 4 verwiesen.
