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Die
Erfindung betrifft einen Ejektor zum Erzeugen eines Unterdrucks
mit einem Saugluftkanal, einem Druckluftkanal, einem mit dem Saugluftkanal verbundenen
Unterdrucksensor, einem den Druckluftkanal verschließenden bistabilen
Sperrventil und einer das Sperrventil ansteuernden Steuerung.
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Ejektoren
werden in der Regel dazu verwendet, um mittels Druckluft vor Ort
einen Unterdruck zu erzeugen, wodurch Unterdruckleitungen eingespart werden
können.
Diese Ejektoren müssen
lediglich mit Druckluft sowie mit elektrischer Energie versorgt werden.
Die Ejektoren werden in der Regel über eine Maschinensteuerung
angesteuert, die den Zeitpunkt des Saugbeginns bzw. des Saugendes
und ggf. eines Abblasvorganges vorgibt. Nachdem mit einer Greifereinheit
ein Gegenstand ergriffen worden ist, werden diejenigen Ejektoren,
die zur Unterdruckversorgung der am Werkstück anliegenden Sauggreifer erforderlich
sind, über
das Maschinenprogramm angesteuert, sodass in diesen Sauggreifern
ein Unterdruck erzeugt wird. Intelligente Ejektoren besitzen einen
Unterdrucksensor welcher feststellt, ob und wann der erforderliche
Unterdruck erreicht wird bzw. erreicht worden ist. Ist der gewünschte Unterdruck erreicht
worden, stellt der Ejektor selbständig die Unterdruckerzeugung
ab, obwohl er nach wie vor über das
Maschinenprogramm den Befehl zum Unterdruck erzeugen erhält. Dadurch
wird Energie eingespart, da nur dann Druckluft verbraucht wird,
wenn tatsächlich
Unterdruck erzeugt wird. Sitzt der Sauggreifer auf einem Gegenstand
auf und saugt diesen an, dann wird bei einer intakten Abdichtung
nahezu kein Unterdruck verbraucht und der Ejektor kann abgeschaltet
werden. Lediglich bei defekten Dichtungen, evtl. bei unebenen Oberflächen oder
bei porösen
Werkstücken
kann der Unterdruck nur dann aufrecht erhalten werden, wenn permanent
oder in Zeitintervallen Unterdruck erzeugt wird. In diesem Fall schaltet
der Ejektor die Unterdruckerzeugung nicht ab oder immer wieder zu.
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Es
ist auch bekannt, dass Ejektoren mit bistabilen Magnetventilen ausgestattet
sind, die bei einem Spannungsabfall ihre augenblickliche Stellung beibehalten.
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Hierdurch
wird sichergestellt, dass der angesaugte und evtl. abgehobene Gegenstand
vom Sauggreifer nicht abfällt,
da das bistabile Sperrventil seine Lage beibehält. Ist das Ventil offen, dann
wird im Ejektor Unterdruck erzeugt und der Unterdruck liegt auch
bei einem Spannungsabfall am Gegenstand an. Bei geschlossenem Sperrventil
bleibt dieses weiterhin geschlossen, auch wenn die Spannung abfällt.
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Probleme
treten aber dann auf, wenn der Unterdruck nicht gehalten werden
kann, weil z.B., wie oben erwähnt,
die Dichtung defekt oder der Gegenstand porös ist. Dann könnte bei
einem Spannungsabfall aufgrund der nichtvorhandenen oder nicht ausreichenden
Spannung das Sperrventil nicht von seiner Schließlage in die Offenlage umgestellt
werden. Es besteht die Gefahr, dass der angesaugte und angehobene
Gegenstand von den Sauggeifern abfällt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ejektor bereit zu stellen,
bei dem auch bei einem Spannungsabfall sichergestellt ist, dass
der Unterdruck aufrecht erhalten bleibt.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Ejektor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
die Steuerung und/oder das Sperrventil mit einem diese mit elektrischer
Energie versorgenden Energiespeicher versehen ist.
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Dieser
Energiespeicher hat die Aufgabe, bei einem Spannungsabfall die Energie
bereit zu stellen, die zum Betreiben der Steuerung und/oder des Sperrventils
erforderlich ist. Auf diese Weise kann das vom Unterdrucksensor
bereitgestellte Signal in der Steuerung verarbeitet und das Sperrventil
geöffnet
werden. Die im Energiespeicher gespeicherte Energie muss lediglich
so groß sein,
dass sie den Unterdrucksensor sowie die Steuerung so lange versorgt,
bis sichergestellt ist, dass das Sperrventil geöffnet ist. Bei geöffnetem
Sperrventil wird Unterdruck erzeugt und dadurch wird sichergestellt,
dass auch bei Leckage der angesaugte Gegenstand am Sauggreifer haften
bleibt.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
der Energiespeicher im Ejektor angeordnet. Dies hat den wesentlichen
Vorteil, dass z.B. auch dann das Sperrventil noch umgestellt werden
kann, wenn die elektrische Zuleitung zum Ejektor abgetrennt wird.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
sieht vor, dass der Energiespeicher ein Kondensator ist. Kondensatoren
sind als Massenware relativ preiswert und können relativ viel Energie speichern,
wobei der Platzbedarf eines Kondensators relativ gering ist. Außerdem hat
ein Kondensator als elektrischer Energiespeicher den wesentlichen
Vorteil, dass er relativ einfach aufgeladen werden kann, im Gegensatz
zu hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Energiespeichern
(Federn oder dergleichen), die zum Spannen in der Regel mechanischer Energie bedürfen. An
Stelle eines Kondensators können
auch Batterien, Akkumulatoren, Magnetspulen und dergleichen verwendet
werden.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
das Sperrventil als bistabiles Magnetventil ausgebildet. Magnetventile
können
elektrisch angesteuert werden und bedürfen für ihre Umstellung relativ wenig
Energie. Wird die zum Umstellen des Magnetventils benötigte Energie
ebenfalls im Energiespeicher vorgehalten, so vergrößert dies
dessen Abmessungen nur unbedeutend.
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Wie
bereits erwähnt, öffnet bei
einem Spannungsabfall der Energiespeicher das Sperrventil über die
Steuerung, sodass dadurch sichergestellt wird, dass über den
Ejektor ausreichend Unterdruck am Sauggreifer vorhanden ist, sodass
der Gegenstand mit Sicherheit festgehalten wird. Dies kann sofort
erfolgen oder erst dann, wenn der Unterdruck unter einen Grenzwert
absinkt, was mittels eines Unterdrucksensors überwacht wird, der ebenfalls
vom Energiespeicher versorgt wird.
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Vorteilhaft
ist ein einen Spannungsabfall feststellender Spannungswächter vorgesehen.
Dieser Spannungswächter
gibt z.B. ein Signal ab, wenn die Spannung unter einen Schwellwert
absinkt, sodass der Unterdrucksensor, die Steuerung und das Magnetventil
vom Energiespeicher versorgt werden. Sobald die Spannung wieder
ihren Normalwert annimmt, wird der Energiespeicher wieder aufgeladen.
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Um
spannungsbedingte Fehlfunktionen der Steuerung schnell erkennen
zu können,
ist der Spannungswächter
erfindungsgemäß mit der
Steuerung verbunden und insbesondere im Ejektor angeordnet.
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Bei
einer Weiterbildung ist die Steuerung in den Ejektor integriert.
Auf diese Weise kann auch bei einem Abreißen der elektrischen Zuleitung
die Steuerung problemlos mit Spannung versorgt werden, sodass das
Sperrventil z.B. nicht nur geöffnet
sondern die Funktion des Sperrventils nach wie vor geregelt werden
kann, indem dieses bei Unterdruckabfall geöffnet und bei Erreichen des
gewünschten
Unterdrucks wieder geschlossen wird.
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Weiter
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen
sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf
die Zeichnung eine besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben
ist. Dabei können
die in der Zeichnung dargestellten sowie in den Ansprüchen und
in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für sich
oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
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In
der Zeichnung ist schematisch ein Ejektor 10 dargestellt,
der ein Gehäuse 12 aufweist,
an welchen ein Schalldämpfer 14 angeflanscht
ist. Auf dem Gehäuse 12 sitzt
ein Schaltkasten 16, in welchem machanische und elektronische
Bauteile untergebracht sind und der mit zwei Verbindungsanschlüssen 18 versehen
ist, an welche elektrische Verbindungsleitungen angeschlossen werden
können.
Im Schaltkasten 16 befindet sich ein Magnetventil 20 mit einer
Magnetspule 22, welches bistabil ist, d.h. welches seine
beiden Endstellungen auch im stromlosen Zustand beibehält. Die
Magnetspule 22, deren Kontakte eine Gehäusewand 24 durchdringen,
wird also lediglich dann erregt, wenn das Magnetventil 20 in die
andere Endstellung umgestellt werden muss. Das Magnetventil 20 dient
als Sperrventil für
einen Druckluftkanal 28, um diesen von einem Saugluftkanal 26 und
einem Abluftkanal 30 zu trennen.
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Mit
dem Saugluftkanal 26 ist ein Unterdrucksensor 32 verbunden,
welcher analog arbeitet. Mit diesem Unterdrucksensor 32 wird
der im Saugluftkanal 26 herrschende Unterdruck erfasst,
der sich z.B. durch Leckagen ändern
kann. Diese Leckagen können
z.B. entstehen durch abgenutzte Dichtungen an einem Sauggreifer 34 oder
durch einen porösen
anzusaugenden Gegenstand 36. Im Schaltkasten 16 befinden
sich außerdem
eine Steuerung 38, an welche der Unterdrucksensor 32 angeschlossen
ist, und ein Energiespeicher 40.
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Dieser
Energiespeicher 40 wird von einem Speicherkondensator 42 gebildet,
der in der Regel aufgeladen ist. Bei einem Spannungsabfall oder Stromausfall,
was durch einen Spannungswächter 44 festgestellt
wird, werden die Magnetspule 22, der Unterdrucksensor 32 und
die Steuerung 38 vom Speicherkondensator 42 mit
Spannung versorgt, sodass sichergestellt wird, dass der Regelkreis
funktionsfähig
ist und dafür
gesorgt werden kann, dass im Saugluftkanal 26 Unterdruck
herrscht.
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Dabei
kann unter Umgehung des Unterdrucksensors 32 das Magnetventil 20 sofort,
das heißt
unmittelbar bei Spannungsabfall geöffnet werden, sodass der Saugluftkanal 26 mit
Unterdruck versorgt wird, oder der Druckluftkanal 28 wird
erst dann geöffnet,
wenn der Unterdrucksensor 32 anzeigt, dass der Unterdruck
im Saugluftkanal 26 einen Schwellwert unterschreitet. Nachdem
der Unterdruck im Saugluftkanal 26 wiederhergestellt worden
ist, kann das Magnetventil 20 wieder in seine Schließstellung
umgestellt werden und den Druckluftkanal 28 verschließen.
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Durch
diese Maßnahme
wird der Ejektor 10 zumindest zeitweise unabhängig von
einer externen Spannungsversorgung und es ist sichergestellt, dass der
Unterdruck im Saugluftkanal 26 nicht zusammenbricht und
der Gegenstand 36 nicht vom Sauggreifer 34 abfällt.