DE19812275A1 - Ejektor - Google Patents

Abstract

Bei einem Ejektor zur Erzeugung von Unterdruck, mit einem Gehäuse, mit einer eine Engstelle aufweisenden Treibgasdüse, einem Diffusorabschnitt, einem in die Engstelle mündenden Saugstutzen sowie einem Abluftkanal für das Druckgas und die abgesaugte Luft wird ein einfacher Aufbau dadurch erzielt, daß das Gehäuse des Ejektors als Profilträger für wenigstens zwei Treibgasdüsen ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ejektor zur Erzeugung von Unterdruck, mit einem Gehäuse, mit einer eine Engstelle aufweisenden Treibgasdüse, einem Diffusorabschnitt, einem in die Engstelle mündenden Saugstutzen sowie einem Abluftkanal für das Druckgas und die abgesaugte Luft.

Derartige Ejektoren sind z. B. aus der DE 43 02 951 C1 bekannt und arbeiten nach dem Venturi-Prinzip. Das gefilterte und schmiermittelfreie Druckgas, in der Regel Druckluft, strömt über einen Anschlussstutzen in den Ejektor ein und gelangt in die Treibgasdüse, wo in der Engstelle die Strömungsgeschwindigkeit der Luft auf Überschallgeschwindigkeit erhöht wird. Nach dem Austritt aus der Treibgasdüse expandiert die Luft und strömt in den Diffusor, und von dort ggf. über einen Schalldämpfer ins Freie. Dabei entsteht in einer die Treibgasdüse umgebenden Kammer ein Unterdruck, der dazu führt, dass Luft über den Saugstutzen angesaugt wird. Die angesaugte Luft und das in die Strahlpumpe eingebrachte Treibgas treten gemeinsam über den Expansionsabschnitt ins Freie aus.

Derartige Ejektoren weisen gegenüber anderen Vakuumpumpen den Vorteil auf, dass sie keine drehenden Teile besitzen und daher wartungs- und verschleissarm sind. Ferner sind sie exposionsgeschützt, da sie rein pneumatischer Natur sind. Zudem weisen sie einen einfachen Aufbau auf und sind in beliebiger Lage einbaubar. Sie entwickeln keine Wärme und können jederzeit zu- bzw. abgeschaltet werden, was Energieeinsparungen mit sich führt. Ferner kann das Vakuum durch geringe Leitungslängen zwischen Sauggreifer und Ejektor schneller aufgebaut werden. Schließlich spielen die kompakte Bauweise, das geringe Gewicht und die Möglichkeit, mehrere Funktionen in einem Gerät zusammenfassen, bei Einsparungen in den Bereichen der Konfektion, der Arbeitsvorbereitung, dem Einkauf, der mechanischen Bearbeitung, Montage, Inbetriebnahme und der Ersatzteilversorgung wichtige Rollen.

Beim Greifen größerer Bauteile werden in der Regel mehrere Sauggreifer verwendet, die entweder gemeinsam an einen Ejektor angeschlossen sind. Üblicherweise werden jedoch hierfür mehrere Injektoren verwendet. Diese mehreren Ejektoren werden z. B. in Sandwich-Bauweise zu einer Einheit zusammengebaut. Mit dieser Einheit können mehrere Vakuumkreise realisiert werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass trotz der Verwendung dieser Ejektoren Nachteile vorhanden sind, da die Ejektoren nach wie vor über Schlauchleitungen mit den Sauggreifern verbunden sind und die Ejekporen, insbesondere die darin enthaltenen Absperrventile über elektrische Leitungen angesteuert werden müssen. Sowohl die Schlauchleitungen als auch die elektrischen Leitungen wirken sich als störend aus und behindern unter Umständen das Ergreifen des zu transporierenden Gegenstands. Sowohl der Aufbau als auch die Wartung derartiger Einheiten ist relativ aufwendig bzw. mühsam, da die Ejektoren entweder über Dichtungen direkt miteinander verbunden werden müssen oder zwischen den Ejektoren Abstandshalter zwischengeschaltet werden und bei der Reparatur oder Wartung die gesamte Einheit zerlegt werden muss. Außerdem sind derartige Einheiten relativ teuer, da neben den einzelnen kompletten Ejektoren weitere Bauteile, wie Dichtungen, Verbindungselemente usw. erforderlich sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ejektor der eingangs genannten Art mit einem einfacheren Aufbau bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse des Ejektors als Träger, insbesondere als Profilträger für wenigstens zwei Treibgasdüsen ausgebildet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäuses des Ejektors als Profilträger wird der wesentliche Vorteil erzielt, dass zum einen das Gehäuse relativ preiswert hergestellt werden kann, zum anderen der Profilträger mit einer beliebigen Anzahl an Treibgasdüsen bestückt werden kann. Wird z. B. eine Einheit aus fünf Ejektoren benötigt, dann wird der erfindungsgemäße Profilträger mit fünf Treibgasdüsen bestückt, so dass dieser Profilträger nun die gewünschte Einheit bildet.

Insbesondere ist der Profilträger ein Strangpressprofil, welches auf die gewünschte Länge abgelängt werden kann. Dieses Strangpressprofil kann die Aufnahmen für die Treibgasdüsen in einem Rastermaß aufweisen. Die Aufnahmen können jedoch auch in Form von Bohrungen an den gewünschten Stellen eingebracht werden, so dass die Einheit nach Kundenwunsch ausgestaltet ist. Weist das Strangpressprofil Aufnahmen für die Treibgasdüsen im Rastermaß auf, so können die nicht benötigten Aufnahmen mittels eines Stopfens verschlossen werden. Stranpressprofile weisen den wesentlichen Vorteil auf, dass sie relativ preiswert herstellbar sind, dass sie eine nahezu beliebige Länge aufweisen können und dass in sie alle erforderlichen Strömungskanäle integrierbar sind. Außerdem kann das Strangpressprofil zudem als Halter für weitere Bauteile, z. B. Strömungsventile oder Absperrventile, Sensoren, Überwachungselemente o. dgl. dienen.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, dass zum einen keine Schlauchleitungen für die Versorgung der Ejektoren mit Druckluft benötigt werden und die elektrischen Leitungen zur Ansteuerung der elektrischen Bauteile im Profilträger untergebracht sein können, so dass sich weder die elektrischen Leitungen noch die Schlauchleitungen als störend auswirken. Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass derartige Profilträger einen einfachen Aufbau besitzen und dennoch eine hohe Steifigkeit aufweisen bzw. sehr robust sind.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Profilträger wenigstens einen Kanal, insbesondere einen Druckluftkanal auf. Dieser Druckluftkanal ist über einen Verbindungskanal mit Absperrventil mit einem mit der Treibgasdüse in Verbindung stehenden Arbeitskanal pneumatisch verbindbar. Auf diese Weise kann der Arbeitskanal durch Öffnen des Absperrventils mit Druckluft versorgt werden, mittels der über die Treibgasdüse der gewünschte Unterdruck erzeugt wird. Bei Erreichen des gewünschten Unterdruckes oder bei Nichtgebrauch der Treibgasdüse wird das Absperrventil geschlossen.

Eine Weiterbildung bzw. Alternative sieht vor, dass der Profilträger einen Abblaskanal aufweist und dass der Abblaskanal über ein Absperrventil, insbesondere einen Schieber, mit dem Abluftkanal pneumatisch verbunden ist. Wird dieses Absperrventil geschlossen, dann wird die an der Treibgasdüse anstehende Druckluft über die Engstelle aus dem Saugstutzen ausgeblasen, da sie nicht über den Abluftkanal entweichen kann. Durch das Ausblasen der Druckluft aus dem Saugstutzen kann der angesaugte Gegenstand relativ schnell vom Sauggreifer gelöst werden, was mit dem Fachbegriff "Abblasen" bezeichnet wird.

Eine Variante sieht vor, dass der Profilträger mittels Absperrstopfen für die Kanäle in diskrete, einzeln ansteuerbare Abschnitte unterteilbar ist. Auf diese Weise können mittels eines einzigen Profilträgers mehrere Gegenstände angesaugt und voneinander unabhängig gehandhabt werden. Dabei sind die einzelnen Treibgasdüsen bei einer Ausführungsform über unterschiedliche Absperrventile an einen gemeinsamen Druckluftkanal angeschlossen.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein den Unterdruck erfassender Sensor vorgesehen ist, der abhängig vom ermittelten Unterdruck die Treibgasdüse mit dem Druckluftkanal verbindet. Über diesen Sensor wird der im Sauggreifer herrschende Unterdruck ermittelt und die Verbindung zum Druckluftkanal dann unterbrochen, wenn im Sauggreifer der gewünschte Unterdruck herrscht, d. h. der Gegenstand angesaugt worden ist. Auf diese Weise kann Druckluft eingespart werden. Fällt der Unterdruck im Sauggreifer ab, was z. B. beim Ansaugen von Gegenständen mit unebener Oberfläche oder bei schadhaften Sauggreifern mitunter der Fall sein kann, wird die Verbindung selbsttätig wieder hergestellt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Profilträger als Tragbalken für mit dem Saugstutzen verbundene Sauggreifer ausgebildet ist. Die Sauggreifer sind gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in den Tragbalken eingeschraubt und dadurch direkt mit dem Saugstutzen verbunden. Der Profilträger dient bei diesem Ausführungsbeispiel als Saugtraverse, über welche die zu ergreifenden Gegenstände direkt angesaugt und gehandhabt werden.

Vorzugsweise ist im Abluftkanal ein Schalldämpfer, insbesondere ein Schaumstoff vorgesehen. Dieser Schaumstoff, z. B. in Form von Formstücken, wie Schlangen u. dgl., kann direkt in den Abluftkanal eingeführt werden, wodurch die Geräusche der Abluft bereits im Abluftkanal gedämpft werden. Es ist u. U. kein externer Schalldämpfer mehr am Ausgang des Abluftkanals erforderlich.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben werden. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnte Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Profilträgers mit daran vorgesehenen Sauggreifern, gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 2 einen Schnitt II-II gemäß Fig. 1 durch den Profilträger, die Treibgasdüse zeigend;

Fig. 3 einen Schnitt III-III gemäß Fig. 1 durch den Profilträger, ein Absperrventil für eine Verbindungsleitung zum Abgaskanal zeigend;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Profilträgers gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 5 einen Schnitt V-V gemäß Fig. 4 durch den Profilträger;

Fig. 6 einen Schnitt VI-VI durch den Profilträger;

Fig. 7 eine Seitenansicht des Profilträgers gemäß einer dritten Ausführungsform;

Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIII durch den Profilträger gemäß Fig. 7;

Fig. 9 einen Schnitt IX-IX durch den Profilträger gemäß Fig. 7;

Fig. 10 eine Seitenansicht des Profilträgers gemäß einer vierten Ausführungsform;

Fig. 11 einen Schnitt XI-XI durch den Profilträger gemäß Fig. 10; und

Fig. 12 einen Schnitt XII-XII durch den Profilträger gemäß Fig. 10.

Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Tragbalkens 1, an dessen Unterseite eine Vielzahl von Sauggreifern 2 befestigt sind. Diese Sauggreifer 2 sind, wie in Fig. 2 dargestellt, in entsprechende Aufnahmen 3 des Tragbalkens 1 eingeschraubt. Dieser Tragbalken 1 ist als Strangpressprofil hergestellt und weist, wie ebenfalls aus Fig. 2 ersichtlich, einen Druckluftkanal 4, einen Arbeitskanal 5, einen Abblaskanal 6, einen Abluftkanal 7, zwei Kanäle 8 und 9 sowie eine orthogonal zu den Kanälen 4 bis 9 verlaufende Stufenbohrung 10 auf. Die Stufenbohrung 10 schneidet die Kanäle 9 und 5. Außerdem ist die Stufenbohrung 10 über einen Verbindungskanal 11 mit dem die Aufnahme 3 aufweisenden Saugstutzen 12 verbunden.

In der Stufenbohrung 10 befindet sich eine Treibgasdüse 13 (Treib- und Empfängerdüse), die eine Engstelle 14 aufweist, welche mit dem Verbindungskanal 11 verbunden ist. Diese Treibgasdüse 13 sowie die Stufenbohrung 10 bilden zusammen mit dem Verbindungskanal 11 einen Ejektor. Wird am Arbeitskanal 5 ein Überdruck angelegt, dann strömt die Druckluft durch die Stufenbohrung 10 in Richtung des Kanals 9 und durchströmt dabei die Treibgasdüse 13. In bekannter Weise wird durch das die Treibgasdüse 13 durchströmende Gas ein Unterdruck im Verbindungskanal 11 erzeugt, so dass über den Sauggreifer 2 Luft angesaugt wird.

Jede Stufenbohrung 10 ist mittels eines Stopfens 15, wie aus Fig. 1 ersichtlich, an ihrer Stirnseite verschlossen. Alle Stufenbohrungen 10 münden sowohl in den Kanal 9 als auch in den Arbeitskanal 5. In Fig. 1 sind außerdem Stopfen 16 erkennbar, die eine weitere Stufenbohrung 17 stirnseitig verschließen. In dieser Stufenbohrung 17 ist ein Kolben 18 verschieblich angeordnet, der in den Strömungsquerschnitt des Kanals 9 eingeschoben werden kann. Der Kolben 18 befindet sich in der Fig. 3 in seiner Ruhelage, in welcher er durch eine Druckfeder 19 gehalten wird. Aus dieser Ruhelage wird der Kolben 18 herausbewegt, wenn am Kanal 6 ein Überdruck angelegt wird, welcher den Kolben 18 in Richtung auf den Stopfen 16 bewegt. Dadurch wird die Druckfeder 19 komprimiert und der Kolben 16 über den Strömungsquerschnitt des Kanals 9 geschoben, wodurch der Kanal 9 unterbrochen wird. Außerdem wird der Kolben 18 vor die Öffnung eines Überströmkanals 20 geschoben, so dass die Zuströmöffnung zum Abluftkanal 7 verschlossen wird. Bei unterbrochenem Kanal 9 und verschlossenem Abluftkanal 7 kann die die Treibgasdüse 13 durchströmende Druckluft nicht mehr entweichen, so dass sie über den Saugstutzen 12 und die Sauggreifer 2 abgeblasen wird. Dies dient dazu, um ergriffene Gegenstände zum Zwecke des Ablegens schnell von den Sauggreifern 2 lösen zu können. In Fig. 1 sind außerdem Stopfen 21 erkennbar, über die der Kolben 18 in der zugehörigen Stufenbohrung 17 gehalten wird. Bei dieser Ausführungsform können mehrere Gegenstände gemeinsam angesaugt und gemeinsam wieder abgelegt werden.

Die Fig. 4 zeigt einen Tragbalken 1 einer zweiten Ausführungsform, bei der der Druckluftkanal 4 und der Arbeitskanal 5 über eine Verbindungsleitung 26, welche von zwei Leitungsabschnitten gebildet wird, die an der Oberfläche 27 des Tragbalkens 1 ausmünden, miteinander verbunden sind. Die beiden Leitungsabschnitte der Verbindungsleitung 26 sind über ein Absperrventil 28, welches auf die Oberfläche 27 des Tragbalkens 1 in Form eines Moduls 29 aufgesetzt ist, miteinander verbunden. Auf diese Weise kann durch Öffnen des Absperrventils 28 der im Druckluftkanal 4 herrschende Überdruck am Arbeitskanal 5 angelegt werden. Wird dieser Arbeitskanal 5 durch entsprechende Absperrstopfen unterbrochen, dann kann der Tragbalken 1 durch Zusammenfassen mehrerer Sauggreifer 2 in diskrete Abschnitte unterteilt werden. Auf diese Weise wird die Möglichkeit geschaffen, dass mit jedem Abschnitt, der einzeln ansteuerbar ist, mehrere Gegenstände unabhängig voneinander ergriffen werden können. Das Abblasen, welches zum Ablegen der Gegenstände erforderlich ist, erfolgt bei dieser Variante für alle Sauggreifer gemeinsam. Die Module 29 sind durch eine Haube 30 insbesondere gegen Beschädigungen geschützt.

In der Fig. 7 ist die Seitenansicht einer dritten Ausführungsform des Tragbalkens 1 dargestellt, bei dem, wie in Fig. 9 dargestellt, der Arbeitskanal 5 über eine Verbindungsleitung 31, welche von zwei Leitungsabschnitten gebildet wird, die an der Oberfläche 27 des Tragbalkens 1 ausmünden, mit dem Abblaskanal 6 verbunden ist. Die beiden Leitungsabschnitte der Verbindungsleitung 31 sind über ein Absperrventil 32, über welches die Verbindung der beiden Kanäle 5 und 6 hergestellt bzw. unterbrochen werden kann, miteinander verbunden. Außerdem wird durch geeignete Absperrstopfen der Abblaskanal 6 in diskrete Abschnitte unterteilt, so dass mit den in diesen Abschnitten sich befindenden Sauggreifern gezielt die daran befindlichen Gegenstände abgelegt werden können. Das Absperrventil 32 befindet sich in einem Modul 33, wobei auch bei dieser Ausführungsform die Module durch eine Haube 30 geschützt sind. Mit dem Tragbalken 1 gemäß dieser Ausführungsform können Gegenstände gleichzeitig ergriffen und unabhängig voneinander abgelegt werden.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 10 sind die beiden Kanäle 4 und 5 über eine Verbindungsleitung 26 und die beiden Kanäle 5 und 6 über eine Verbindungsleitung 31 miteinander verbunden. Durch die Absperrstopfen kann der Tragbalken 1 in diskrete, unterschiedliche große Arbeitsabschnitte 22 bis 25 unterteilt werden. Diese Abschnitte 22 bis 25 können eine beliebige Anzahl von Treibgasdüsen 13 aufweisen. Es können also durch Ansteuerung der Absperrventile 28 und 32, wie weiter oben beschrieben, in den einzelnen Abschnitten 22 bis 25 gezielt Gegenstände unabhängig voneinander angesaugt und gezielt Gegenstände unabhängig voneinander wieder abgelegt werden. Ist der Profilträger in Abschnitte unterteilt, dann können die Abschnitte für das Ansaugen und die Abschnitte für das Abblasen unterschiedlich groß sein. Die Abschnitte sind beliebig je nach Anwendungsfall kombinierbar.

Außerdem ist in Fig. 11 erkennbar, dass der Verbindungskanal 11 mit einer Stufenbohrung 34 in Verbindung steht. In diese Stufenbohrung 34 ist ein Drucksensor 35 eingebaut, über den der Druck im Saugstutzen 12 bzw. am Sauggreifer 2 ermittelt werden kann. Hat der Sensor 35 den gewünschten Unterdruck erfasst, dann wird das Absperrventil 28 geschlossen und dadurch der Arbeitskanal 5 vom Druckluftkanal 4 abgekoppelt, so dass keine Druckluft verbraucht wird. Sobald der Unterdruck unter einen vorgegebenen Wert absinkt wird das Absperrventil 28 wieder geöffnet und Luft mittels der Treibgasdüse 13 aus dem Sauggreifer 2 abgesaugt. Dieser Sensor 35 kann auch in jedem Abschnitt und bei den anderen Ausführungsformen vorgesehen sein.

Insgesamt ist aus der Zeichnung deutlich erkennbar, dass durch die Verwendung eines Strangpressprofils als Gehäuse für die einzelnen Ejektoren ein relativ einfacher Aufbau mit relativ wenigen Bauteilen erzielt werden kann. Außerdem dient das Strangpressprofil als Tragbalken 1, mit dem der bzw. die Gegenstände über die Sauggreifer 2 direkt ergriffen und gehandhabt werden können. Es müssen keine störenden Schlauchleitungen bzw. keine elektrischen Leitungen frei fliegend verlegt werden. Außerdem können die einzelnen Module 29 und 33 sowie andere elektrische Bauelemente an ein Bussystem angeschlossen werden, so dass der Verdrahtungsaufwand weiter verringert wird.

Claims (13)

1. Ejektor zur Erzeugung von Unterdruck, mit einem Gehäuse, mit einer eine Engstelle aufweisenden Treibgasdüse (13), einem Diffusorabschnitt, einem in die Engstelle mündenden Saugstutzen (12) sowie einem Abluftkanal (7) für das Druckgas und die abgesaugte Luft, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Ejektors als Träger, insbesondere als Profilträger für wenigstens zwei Treibgasdüsen (13) ausgebildet ist.

2. Ejektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilträger ein Strangpressprofil ist.

3. Ejektor nach Anspruch 2, daduch gekennzeichnet, dass das Strangpressprofil im Rastermaß angeordnete Aufnahmen für die Treibgasdüsen (13) aufweist.

4. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilträger wenigstens einen Kanal, insbesondere einen Druckluftkanal (4) aufweist.

5. Ejektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckluftkanal (4) über eine Verbindungsleitung (26) mit Absperrventil (28) mit einem mit der Treibgasdüse (13) in Verbindung stehenden Arbeitskanal (5) pneumatisch verbindbar ist.

6. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilträger einen zweiten Druckluftkanal (6) aufweist und dass der zweite Druckluftkanal (6) über ein Absperrventil mit dem Abluftkanal (7) und/oder mit dem Arbeitskanal (5) pneumatisch verbindbar ist.

7. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilträger mittels Absperrstopfen (15, 21) für die Kanäle (5, 6, 9) in diskrete, einzeln ansteuerbare Abschnitte (22 bis 25) unterteilbar ist.

8. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Unterdruck erfassender Sensor (35) vorgesehen ist, der abhängig vom ermittelten Unterdruck die Treibgasdüse (13) mit dem Druckluftkanal (4) verbindet.

9. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilträger als Tragbalken (1) für mit den Saugstutzen (12) verbundene Sauggreifer (2) ausgebildet ist.

10. Ejektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauggreifer (2) in den Tragbalken (1) eingeschraubt sind.

11. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Abluftkanal (6) ein Schalldämpfer, insbesondere ein Schaumstoff vorgesehen ist.

12. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (22 bis 25) eine beliebig wählbare Größe aufweisen.

13. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte (22 bis 25) ein oder mehrere Treibgasdüsen (13) und/oder ein oder mehrere Absperrventile aufweisen.