-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks, insbesondere einen Ejektor.
-
Ejektoren sind in einer Vielzahl bekannt und dienen in der Regel dazu, unter Verwendung von Druckluft Unterdruck zu erzeugen. Ejektoren bieten den wesentlichen Vorteil, dass sie ans im allgemeinen vorhandene Druckluftnetz angeschlossen werden können und daher keine Unterdruckleitungen erforderlich sind. Die Ejektoren werden mit Druckluft versorgt und erzeugen nach dem Venturiprinzip den Unterdruck und sitzen in der Regel direkt in dem Bereich, wo der Unterdruck benötigt wird. Es sind daher keine langen Unterdruckkanäle erforderlich, die ständig evakuiert werden müssten, sodass im Falle der Verwendung von Ejektoren der Unterdruck sofort bereitgestellt werden kann.
-
Es sind Unterdruck-Greifvorrichtungen bekannt, die mehrere, voneinander unabhängige Greifer aufweisen, die jeweils mit Unterdruck versorgt werden müssen. Hierfür sind entsprechend viele Ejektoren erforderlich. An diese Ejektoren müssen die Druckluftleitungen herangeführt und die Unterdruckkanäle mit den Sauggreifern verbunden werden. Dies ist oftmals umständlich und nur mit einer Vielzahl von Luftschläuchen realisierbar. Soll im Wartungs- und/oder Reparaturfalle einer der Ejektoren ausgetauscht werden, so müssen in der Regel die Schlauchleitungen gelöst und elektrische Verbindungen abgeklemmt werden. Erst dann kann der Ejektor aus dem Verbund herausgenommen werden.
-
Aus der
DE-T-692 29 120 ist eine Aufnahmeeinrichtung für Ejektoren mit zentraler Druckluftversorgung bekannt. Die
DE-U-201 20 609 offenbart eine Diagnoseeinrichtung für eine fluidtechnische Einrichtung zum Ermitteln eines, einen Verschleiß der fluidtechnischen Einrichtung verursachenden Verschleiß-Parameters. Aus der Anzahl von Arbeitszyklen kann aber nur empirisch auf einen eventuellen Verschleiß geschlossen werden. Der Verschleiß kann aber so hoch sein, dass die fluidtechnische Einrichtung wesentlich früher als angenommen versagt, oder sie kann wesentlich später ausfallen. Außerdem ist es nicht möglich den Zustand der außerhalb der fluidtechnischen Einrichtung liegenden Bauteile, wie Zu- und Ableitungen zu erfassen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung bereit zu stellen, die einfacher aufgebaut ist und bei der Fehlfunktionen einfacher feststellbar sind.
-
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
-
Die Regelungsvorgänge des Ejektors sind zum Beispiel das An- und Abschalten des bistabilen Ventils im Druckluftkanal abhängig vom Vorhandensein oder von der Höhe des Unterdrucks. Mittels der Regelungsvorgänge wird zum Beispiel erfasst, wie oft oder wie schnell oder ob öfter als normal der Unterdruck auf einen gewünschten Wert nachgestellt wird. Außerdem wird festgestellt, ob Fehlermeldungen gleicher Natur sind, d. h. ob immer wieder gleiche Fehler auftreten. In diesem Falle bewirkt die Überwachungseinrichtung, dass die Regelung sicherheitshalber abgeschaltet wird und permanent Unterdruck erzeugt wird. In diesem Falle ist ein ”Reset” über die Maschinensteuerung oder am Ejektor oder drahtlos erforderlich, was bewusst durch einen Maschinenführer durchgeführt werden muss. Die Parameter, ab welchen derartige Fehler festgestellt werden, sind einstellbar oder fest vorgegeben.
-
Dabei kann eine Aufnahmeeinrichtung für mehrere Ejektoren vorgesehen sein, wobei die Aufnahmeeinrichtung wenigstens einen Anschluss für eine Druckluftleitung aufweist und dieser Anschluss in ein Druckluftverteilsystem mündet, an das ein Druckluftkanal eines jeden Ejektors anschließbar ist, und für jeden Ejektor ein Unterdruckkanal vorgesehen ist, der mit dem Unterdrucksystem des Ejektors verbindbar ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung einen Halterahmen und ein Schnellwechselsystem für die Ejektoren bildet und die Aufnahmeeinrichtung über Steuerleitungen mit den Ejektoren verbunden und mit einer Maschinensteuerung verbindbar ist. Die Aufnahmeeinrichtung ist mit den Ejektoren bestückt. Zur Versorgung der Ejektoren mit Druckluft weist die Aufnahmeeinrichtung ein Druckluftverteilsystem auf, an welches die Druckluftkanäle der einzelnen Ejektoren angeschlossen werden. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass nicht jeder einzelne Ejektor mit einem Druckluftschlauch verbunden werden muss, sondern dass lediglich ein Anschluss notwendig ist, über welchen das Druckluftverteilsystem der Aufnahmeeinrichtung mit Druckluft versorgt wird. Hierdurch werden insbesondere bei großen Anlagen mit 6 oder 12 Ejektoren eine Vielzahl von Schläuchen eingespart, wodurch die Ejektoren enger platziert und übersichtlicher angeordnet werden können.
-
Die Aufnahmeeinrichtung können mit einem Halterahmen versehen werden, in welchen die Ejektoren eingesetzt uns sicher gehalten werden. Es muss nicht mehr die Greifvorrichtung selbst zur Aufnahme der Ejektoren vorbereitet werden, was unter Umständen einen großen Aufwand bedeutet, da die Ejektoren nicht nur befestigt sondern auch so platziert sein müssen, dass die Druckluft- und Unterdruckschläuche knickfrei geführt werden. Im Falle der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird lediglich die Aufnahmeeinrichtung an der Greifvorrichtung befestigt, wofür herkömmliche Befestigungsmittel, zum Beispiel Schrauben oder Klemmvorrichtungen verwendet werden können. Der Halterahmen hat zu dem den Vorteil, dass Steckkupplungen für die Spannungsversorgung und für Datenleitungen vorhanden sind, über welche der Ejektor mit Energie versorgt wird und über welche Daten in Datenverarbeitungsreinrichtungen im Ejektor eingegeben und Daten aus dem Ejektor ausgelesen werden können. Auf diese Weise ist der Ejektor schnell und einfach und zudem sicher zum Beispiel an eine Maschinensteuerung anschließbar.
-
Die Aufnahmeeinrichtung weist zudem ein Schnellwechselsystem für die Ejektoren auf, sodass diese insbesondere ohne die Verwendung eines Werkzeugs eingesetzt und der Aufnahmeeinrichtung wieder entnommen werden können.
-
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ejektor ein bistabiles Ventil zur Sperrung des Druckluftkanals aufweist. Über dieses bistabile Ventil kann die Zufuhr von Druckluft in den Ejektor zu- bzw. abgeschaltet werden. Auf diese Weise wird gezielt die Vakuumserzeugung ein bzw. ausgeschaltet.
-
Dabei kann bei einer ersten Variante der Erfindung das bistabile Ventil über einen Befehl der Maschinensteuerung angesteuert werden, was zum Beispiel dann der Fall ist, wenn erkannt wird, dass kein Werkstück angesaugt wird, da der Greifer nicht belegt ist. Der Maschinensteuerung ist in der Regel bekannt, welche Form das Werkstück aufweist und welche Greifer aktiviert werden müssen, um das Werkstück anzusaugen. Die nicht aktiven Greifer, d. h. die Greifer, die nicht am Werkstück anliegen, sollen keine Luft ansaugen, um nicht unnötige Geräusche zu verursachen und um nicht unnötig Energie zu verbrauchen. Bei einer zweiten Variante wird das bistabile Ventil über einen Befehl eines im Ejektor enthaltenen Sensors angesteuert, wobei der Sensor zum Beispiel die Höhe des Unterdrucks erfasst und die Unterdruckerzeugung durch Schließen des bistabilen Ventils abgeschaltet wird, wenn der gewünschte Unterdruck erreicht ist. Dies ist dann der Fall, wenn das Werkstück vom jeweiligen Greifer vollständig angesaugt worden ist. Auf diese Weise kann Druckluft eingespart werden.
-
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ventil selbsthaltend ausgebildet ist, sodass es bei Spannungsabfall seine augenblickliche Lage beibehält. Falls kein Werkstück angesaugt ist, verbleibt das Ventil in seiner Schließstellung, wohingegen das Ventil bei einem Sauggreifer, welcher ein Werkstück angesaugt hat, in der Offenstellung bleibt oder falls der notwendige Unterdruck erreicht war und das Ventil seine Schließstellung eingenommen hat, in die Offenstellung wechselt, um sicherzustellen, dass das Werkstück nicht abfällt, bzw. der Unterdruck am Werkstück nicht zusammenbricht.
-
Mit Vorzug ist das Ventil als Vorschaltventil ausgebildet, welches über einen Teil des für ein Luftsteuerventil benötigten Luftstroms steuerbar ist. Mittels des Restluftstromes wird also der Unterdruck erzeugt wobei der kleinere Teilluftstrom zur Betätigung des bistabilen Ventils, welches als Vorschaltventil ausgebildet ist, benötigt wird.
-
Erfindungsgemäß weist der Ejektor eine zweite Überwachungseinrichtung auf, mit der die Evakuierungszeit erfassbar ist. Üblicherweise benötigt ein Ejektor zum Beispiel 200 ms, um den erforderlichen Unterdruck aufzubauen. Wird diese Evakuierungszeit um einen voreingegebenen Betrag überschritten, wird eine Fehlermeldung ausgegeben. Das Überschreiten der voreingegebenen Evakuierungszeit ist zum Beispiel bedingt durch eine Leckage in der Unterdruckleitung oder in der Abdichtung zwischen dem Sauggreifer und dem Werkstück, durch Zusetzen der Strömungswege, bei porösen Werkstücken, bei unzureichender Druckluft usw.. Vorzugsweise können weitere Sensoren vorhanden sein, um diese Fehlermeldung einzugrenzen. So kann zum Beispiel ein Drucksensor für die Druckluft feststellen, ob diese den erforderlichen Druck aufweist.
-
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine den Ejektor beim Beenden des Saugvorganges ansteuernde Steuereinrichtung vorgesehen ist, die den Ejektor vom Saugzustand in den Abblaszustand umstellt. Dabei ist die Dauer des Abblasens fest vorgegeben.
-
Bei einer Variante der Erfindung kann die Abblaszeit aber auch einstellbar oder variabel sein. Dabei hat bei einem ersten Ausführungsbeispiel die Maschinensteuerung Vorrang und bestimmt, wann nach dem Saugvorgang auf den Abblasvorgang umgestellt wird, d. h. bestimmt die Pause oder Verzögerung zwischen dem Saugvorgang und dem Abblasvorgang. Außerdem bestimmt die Maschinensteuerung die Abblaszeit und/oder den Abblasdruck.
-
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Variante werden diese Werte von der Maschinensteuerung zwar vorgegeben, jedoch hat der Ejektor den Vorrang. So kann zum Beispiel am Ejektor eingestellt werden, wie lange der Abblasvorgang dauert, wobei dieser Wert den Steuerbefehl der Maschinensteuerung überlagert. Welches Gerät den Vorrang hat, kann am Ejektor eingestellt werden.
-
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Ejektor eine Zählvorrichtung aufweist, mit der die Anzahl der angesaugten Werkstücke, die Anzahl der Ventilstellungswechsel, die Anzahl von Regelungsfehlern und/oder dergleichen zählbar ist. Diese Informationen können zum Beispiel zum Festlegen der Wartungsintervalle verwendet werden. Außerdem können Vergleiche angestellt werden, ob die Anzahl der tatsächlichen Schaltspiele der Anzahl der angesaugten und gehandhabten Werkstücke entspricht. Diese Zählvorgänge gelten nicht nur für den Saugvorgang sondern auch für den Abblasvorgang. Über die Anzahl der Regelungsfehler kann auch die Qualität der Werkstücke, der Vakuumsauger, der Zu- und Ableitungen, der Maschinensteuerung selbst und auch des Ejektors ausgewertet werden.
-
In der Auswerteeinrichtung ermittelte Daten werden zum Beispiel über eine Übertragungseinrichtung an die Maschinensteuerung übermittelt. Dies kann zeitgleich erfolgen, im Ejektor kann aber auch ein Speicher vorgesehen sein, in welchem diese erfassten Daten abgelegt werden. Die Daten werden dann zu festgesetzten Zeitpunkten aus diesem Speicher ausgelesen. Erfindungsgemäß kann das Auslesen auch drahtlos erfolgen.
-
Bei einer erfindungsgemäßen Variante weist der Ejektor eine Selbstdiagnoseeinrichtung auf. Über diese Selbstdiagnoseeinrichtung kann der Qualitätszustand des Ejektors festgestellt und man kann Fehlfunktionen im Vorfeld vorbeugen. So können zum Beispiel Trends ermittelt und dadurch festgestellt werden, dass sich zum Beispiel die Evakuierungszeit permanent verlängert, dass sich bei einem oder mehreren Ventilen Schaltwechsel häufen und dergleichen.
-
Dabei ist bevorzugt die Selbstdiagnoseeinrichtung mit einem dem Saugkanal verschließenden Ventil versehen. Wird für eine Selbstdiagnose der Saugkanal durch das Ventil verschlossen dann kann zum Beispiel die Evakuierungszeit ermittelt und mit Referenzwerten verglichen werden. Dies trifft auch für den maximal erreichbaren Unterdruck zu.
-
Gemäß einem bevorzugten weiteren Ausführungsbeispiel weist der Ejektor eine Auswerteeinrichtung für die von Sensoren des Ejektors erfassten Signale auf. Diese Auswerteeinrichtung ist unabhängig von der Maschinensteuerung bzw. von der Auswerteeinrichtung der Maschinensteuerung, sodass alle von den Sensoren des Ejektors erfassten Signale direkt im Ejektor ausgewertet werden, sodass der Ejektor unabhängig von der Maschinensteuerung ist. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass der Ejektor universell verwendbar ist und die Maschinensteuerung nicht an den Ejektor angepasst werden muss. Ein Nachrüsten von Maschinen wird dadurch wesentlich erleichtert.
-
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Ejektors sieht vor, dass der Ejektor eine Anzeige aufweist, die dimmbar oder ausschaltbar ist. Da man die Anzeige lediglich zu Einstellvorgängen oder zum Ablesen von Werten benötigt, wird die Anzeige in der übrigen Zeit gedimmt oder ausgeschaltet. Dies kann entweder manuell oder automatisch erfolgen, wobei die Anzeige nach Ablauf einer insbesondere voreingebbaren Zeitspanne selbsttätig die Leuchtkraft reduziert oder abschaltet.
-
Die Anzeige kann entweder eine analoge Anzeige oder eine digitale Anzeige sein, wobei bei analogen Anzeigen nicht nur die Beleuchtung sondern auch das Anzeigeelement selbst in seine Ruhestellung zurückgeht, falls die Anzeige nicht benötigt wird. Insbesondere ist die Anzeige manuell und/oder von der Maschinensteuerung einschaltbar bzw. schaltet sich die Anzeige selbsttätig bei einer Fehlermeldung ein. Eingeschaltete Anzeigen signalisieren daher einen vom Normalzustand abweichenden Zustand, sodass diejenigen Ejektoren mit eingeschalteter Anzeige schnell auffindbar sind.
-
Ein weiteres visuelles Unterscheidungsmerkmal besteht darin, dass die Anzeige mehrfarbig ist. So kann zum Beispiel ein über einem Grenzwert sich befindender Wert in rot und alle innerhalb eines gewünschten Bereichs sich befindenden Werte in grün angezeigt werden. Rote Anzeigen signalisieren daher auf einfache Weise einen Fehlerzustand. Dabei kann der Wert selbst in rot angezeigt werden oder die Anzeige besitzt eine zusätzliche rote Leuchte. Ein weiteres visuelles Merkmal kann ein Blinkcode sein, der schnell oder langsam blinkt, je nach Wichtigkeit oder Dringlichkeit der zu übermittelnden Information.
-
Um die Anzeige aus einem weitem bzw. großen Blickwinkel erkennen bzw. sehen zu können, ist sie erfindungsgemäß entlang einer Kante des Ejektors angeordnet. Dabei überragt die Anzeige erfindungsgemäß die Oberfläche des Ejektors. Auf diese Weise wird ein Blickwinkel von mehr als 270° ermöglicht. Die Anzeige besteht dabei zum Beispiel aus einer in der Kante vorgesehenen und die Oberfläche des Ejektors überragenden Leuchtdiode, die insbesondere von grün auf rot umschlägt.
-
Weiter Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung und in den Ansprüchen erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
-
In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine perspektivische Darstellung einer Aufnahmeeinrichtung mit insgesamt 6 darin angeordneten Ejektoren;
-
2 eine perspektivische Ansicht eines Ejektors; und
-
3 eine perspektivische Ansicht der Rückseite eines Ejektors einen Anschluss zum Druckluft- und einen Anschluss zum Saugkanal zeigend.
-
In der 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 insgesamt eine Aufnahmeeinrichtung für insgesamt sechs Ejektoren 12 dargestellt, wobei die Aufnahmeeinrichtung einen Anschluss 14 für die Zuführung von Druckluft und insgesamt sechs Anschlüsse 16 zum Anschluss von Saugleitungen aufweist. Der Anschluss 14 mündet in ein Druckluftverteilsystem 15 woran die Ejektoren 12 über Verteilplatten 17 angeschlossen sind, was nachfolgend noch näher beschrieben wird. Im Druckluftverteilsystem 15 sind außerdem Kanäle für die Saugluft vorgesehen, die in den Anschlüssen 16 ausmünden. Außerdem besitzt die Aufnahmeeinrichtung 10 Steckanschlüsse für die elektrische Kontaktierung der Ejektoren 12, wobei die Steckanschlüsse in einem Elektro-Verteilsystem 18 angeordnet sind. In einem Gehäuse 20 sind Steuerungs- und Regelungseinrichtungen sowie Überwachungseinrichtungen, Zähleinrichtungen, Auswerteeinrichtungen und Selbstdiagnoseeinrichtungen vorgesehen, mit denen die einzelnen Ejektoren 12 angesteuert werden können bzw. über welche die Regelung der Ejektoren 12 erfolgt. Einrichtungen können sich auch innerhalb der Ejektoren 12 befinden. Außerdem besitzt die Aufnahmeeinrichtung 10 ein Schnellwechselsystem, über welches die Ejektoren 12 einzeln der Aufnahmeeinrichtung 10 entnommen und in diese wieder eingesetzt werden können.
-
In der 2 ist ein einzelner Ejektor 12 dargestellt, der an seiner Rückseite ein Schalldämpfer 22 für die den Ejektor 12 verlassende Druckluft aufweist. Die Druckluft gelangt über einen an der Unterseite vorgesehenen Anschluss, der durch die Verteilplatte 17 ausmündet in den Ejektor 12. Außerdem ist ein Stecker 24 erkennbar, der in das Elektro-Verteilsystem 18 eingesteckt werden kann.
-
Die Oberseite 26 des Ejektors 12 weist verschiedene Taster 28 auf und es sind zwei Anzeigen 32, 30 und 34 vorgesehen. Die Anzeige 32 ist eine digitale Anzeige und die Anzeige 30 ist zum Beispiel eine LED und dient als Programmierhilfe. Diese Anzeige 32 ist, wie oben beschrieben, dimmbar und/oder abschaltbar. Die Anzeige 34 ist eine farbige Anzeige, insbesondere eine mehrfarbige Anzeige, die die Oberfläche der Oberseite 26 überragt und daher von beiden Seiten und von vorne und oben aus einem Blickwinkel α von mehr als 270° erkennbar ist. Diese Anzeige 34 kann ebenfalls dimmbar und/oder abschaltbar sein und wechselt zwischen den Farben rot und grün.
-
Der Ejektor 12 besitzt an seiner Vorderseite 36 außerdem leicht zugängliche Einstellmittel 38 in Form von Einstellschrauben, mit welchen Grenzwerte eingestellt werden können. Hierdurch kann z. B. eine Drossel zur Einstellung des Abblasstromes eingestellt werden. Grenzwerte können aber auch über die Taster 28 eingestellt werden, wobei als Grenzwert zum Beispiel der Abblasdruck, der Saugdruck, Saugzeiten, Abblaszeiten, die Pause zwischen Ansaugen und Abblasen, Grenzewerte für die Anzahl von Schaltzahlen usw. einstellbar sind.
-
Die 3 zeigt die Rückseite 40 des Ejektors 12, an welchem der Schalldämpfer 22 befestigt ist. Außerdem ist zusätzlich zum Stecker 24 ein weiterer Stecker 42 erkennbar, der ebenfalls in das Elektro-Verteilsystem 18 einmündet und über welchen Daten und/oder elektrische Energie übertragen werden.
-
Die schlanke Form des Ejektors 12 erlaubt eine dichte Packung mehrerer Ejektoren 12 in der Aufnahmeeinrichtung 10, wodurch eine Vielzahl von Schlauchleitungen eingespart wird.
-
Im übrigen kann das Gehäuse 20 ebenfalls mit Drucktastern 28 sowie Anzeigen 32 und 34 versehen werden, über welche die in der Aufnahmeeinrichtung 10 angeordneten Ejektoren 12 gemeinsam eingestellt werden bzw. über welche Daten diese Ejektoren 12 angezeigt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 69229120 T [0004]
- DE 20120609 U [0004]
