DE3810989A1 - Vorrichtung zur handhabung und insbesondere zum transport von gegenstaenden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Handhabung und insbesondere zum Transport von Gegenständen, insbe­ sondere Werkstücken, mit einem Gehäuse, in dem ein Absaug­ kanal angeordnet ist, der einerseits, mit seiner Vakuum­ seite, mit einem Vakuum und andererseits, über seine Arbeits­ seite, mit dem an der einem handzuhabenden Gegenstand zuordenbaren Saugseite offenen Saugraum eines Saugnapfes verbindbar ist.

Derartige Vorrichtungen finden eine häufige Verwendung, wenn es darum geht, flächenhafte und insbesondere groß­ flächige Gegenstände wie Bleche, Platten, Scheiben od.dgl. handzuhaben, z.B. anzuheben, zu transportieren usw. Um den jeweiligen Gegenstand zu erfassen, wird hierbei der Saugnapf mit seiner offenen Seite an die Gegenstands- Oberfläche angesetzt und sodann sein Inneres über den Absaugkanal und eine sich daran anschließende, vakuum­ erzeugende Einrichtung evakuiert. Hierdurch entsteht im geschlossenen Saugraum des Saugnapfes ein Unterdruck, so daß der Gegenstand am Saugnapf haftet und über die Vorrichtung in gewünschter Weise handzuhaben oder zu positio­ nieren ist. Zum Lösen der Haftverbindung wird einfach der Saugraum in geeigneter Weise belüftet. Das Gehäuse ist bisher z. B. von einem Rohrleitungsstück gebildet, dessen im Innern befindlicher Strömungskanal den Absaug­ kanal darstellt. Als Vorrichtung zur Erzeugung des Vakuums wird beispielsweise eine Vakuumpumpe eingesetzt.

Um zu gewährleisten, daß sich nach dem Aufsetzen eines Saugnapfes an einer Gegenstands-Oberfläche möglichst rasch ein Unterdruck im Saugraum einstellt, werden die das Vakuum erzeugenden Einrichtungen üblicherweise zwischen den einzel­ nen Arbeitsphasen nicht abgestellt, sondern laufen vielmehr im Dauerbetrieb. Dies hat vor allem bei der Verwendung von Vakuumpumpen zur Erzeugung des Vakuums den Nachteil eines relativ großen Energieverbrauches, da zwischen den einzelnen Arbeitsphasen, also zu Zeiten, in denen der jeweilige Saugraum offen ist, ebenfalls ein Ansaugvorgang stattfindet, im Rahmen dessen andauernd Umgebungsluft über den Absaugkanal abgesaugt wird. Ein weiterer wesent­ licher Nachteil tritt dann auf, wenn mehrere Handhabungs­ vorrichtungen parallel betrieben werden, wobei mehrere Saugnäpfe zu einer Einheit zusammengefaßt sind und über ein allen gemeinsam zugeordnetes Vakuum abgesaugt werden. Wenn hier nicht alle Saugräume gleichzeitig von dem zu transportierenden Gegenstand abgedeckt werden, verur­ sacht der nicht verschlossene Saugraum einen starken Unter­ druckabfall im gesamten System, so daß der in den Saug­ räumen der anderen Saugnäpfe erzielbare Unterdruck oftmals zu gering ist, um gefahrlos ein Anheben des Gegenstandes durchzuführen. Derartige Probleme treten vor allem dann auf, wenn die handzuhabenden Gegenstände bzw. Werkstücke ungeordnet gegenüber den Saugnäpfen angeordnet sind, so daß die Wahrscheinlichkeit, daß nicht alle Saugnäpfe voll­ ständig bedeckt werden, sehr groß ist. Überdies schränkt dieser Nachteil die Einsatzmöglichkeiten eines einmal gewählten Anordnungsschemas von Saugnäpfen sehr stark ein, da es praktisch nicht möglich ist, mit Werkstücken umzugehen, deren Fläche geringer ist als die von dem Saug­ napfschema überdeckte Arbeitsfläche.

Der Erfindung liegt daher das Ziel zugrunde, eine Vorrich­ tung gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die Energieverluste zwischen den einzelnen Ansaug­ phasen reduziert werden können und die den Unterdruckabfall in einem System parallelgeschalteter Saugnäpfe für den Fall reduziert, daß einer oder mehrere der Saugnäpfe nicht oder nicht vollständig abgedeckt sind.

Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß in dem im Gehäuse ausgebildeten Absaugkanal ein Verschlußkörper angeordnet ist, der zwischen einer Offenstellung und einer Arbeitsstellung hin- und herbewegbar ist, daß der Verschluß­ körper in der Arbeitsstellung gegenüber seiner Offenstellung eine Verringerung des Strömungsquerschnittes zwischen der Vakuumseite und der Arbeitsseite des Absaugkanales verursacht und daß die jeweilige Stellung des Verschluß­ gliedes vom Druckgefälle zwischen der Vakuumseite und der Arbeitsseite des Absaugkanales abhängt, derart, daß der Verschlußkörper bei offener oder nicht vollständig von einem Gegenstand abgedeckter Saugseite des Saugnapfes und bei gleichzeitig an der Vakuumseite anliegendem Vakuum seine Arbeitsstellung einnimmt, während er zumindest nach dem Entfernen des Vakuums in seine Offenstellung gelangt.

Nunmehr ist in den Absaugkanal zwischen die Vakuumseite und die Arbeitsseite ein Verschlußkörper eingeschaltet, der zwischen zwei Stellungen, einer Arbeitsstellung und einer Offenstellung, bewegbar ist, wobei die jeweils einge­ nommene Stellung von den Druckverhältnissen diesseits und jenseits des Verschlußkörpers abhängt. Wenn in der Ruhestellung der Vorrichtung die Saugseite des Saugnapfes nicht abgedeckt ist, so verursacht das an der Vakuumseite anliegende Vakuum einen Unterdruck in diesem Absaugkanal­ bereich, was infolge der Tatsache, daß die Arbeitsseite des Absaugkanales mit der Umgebung in Verbindung steht, dazu führt, daß der Verschlußkörper seine Arbeitsstellung einnimmt. In dieser Stellung verringert der Verschluß­ körper den Strömungsquerschnitt des Absaugkanales im Ver­ gleich zu dem Querschnitt, der vorliegt, wenn der Verschluß­ körper die Offenstellung einnimmt, so daß die Durchfluß­ menge in der Ruhestellung auf ein Minimum reduziert ist. Dies führt zu einer erheblichen Energieeinsparung seitens der das Vakuum erzeugenden Einrichtung, vor allem, wenn sie als Vakuumpumpe ausgestaltet ist. Wird die Vorrichtung in der Folge in die Saugstellung gebracht, in der die Saugseite des Saugraumes von der Oberfläche eines z.B. anzuhebenden Gegenstandes abgedeckt ist, so wird im Saug­ raum trotz der geringeren Durchflußmenge nach kurzer Zeit ein so hoher Unterdruck erreicht, der ein Anhaften des Gegenstandes bewirkt, so daß er durch Verlagern der Vor­ richtung ebenfalls bewegt werden kann. Auf Grund der sich allmählich einstellenden Druckanpassung zwischen der Vakuum­ seite und der Arbeitsseite des Absaugkanales entfernt sich der Verschlußkörper selbsttätig aus der Arbeitsstellung, so daß sich der größere Strömungsquerschnitt einstellt. Soll nun der anhaftende Gegenstand abgelegt werden, so genügt es, die Vakuumseite des Absaugkanales zu belüften, so daß der Saugraum infolge des nunmehr wieder größeren Strömungsquerschnittes einen schnellen Druckanstieg ver­ zeichnet, der zum Lösen der Saugverbindung führt. Werden mehrere der Vorrichtungen parallel mit einer gemeinsamen Vakuumquelle betrieben, so ergeben sich weitere Vorteile. Denn in dem häufig vorkommenden Falle, daß nicht alle Saugräume der vorhandenen Saugnäpfe von der jeweiligen Gegenstandsfläche abgedeckt werden, bleibt der in der mit dem nicht vollständig abgedeckten Saugnapf in Verbindung stehenden Vorrichtung angeordnete Verschlußkörper in seiner Arbeitsstellung, und es fließt nur ein geringer Luftstrom durch den Absaugkanal hindurch. Auf diese Weise ist wirksam der Unterdruckabfall reduziert, und das in den übrigen Kanälen des Absaugsystemes herrschende Unterdruckniveau wird kaum gestört, so daß die übrigen Saugeinheiten unge­ stört weiterarbeiten können. Somit lassen sich auch in ungeordneter Weise vorliegende Gegenstände problemlos erfassen, und Arbeitseinheiten mit einer Vielzahl von Saug­ näpfen lassen sich sehr variabel auch zur Handhabung von Werkstücken einsetzen, deren Fläche gegenüber der von der Vielzahl von Saugnäpfen abgedeckten Arbeitsfläche relativ gering ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert werden. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der an ihr unmittelbar ein Saugnapf befestigt ist, in perspektivischer Darstellung, teilweise aufgeschnitten,

Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 im Längsschnitt gemäß Schnittlinie II-II, wobei eine Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums zusätzlich vorhanden ist,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2, wobei sich im Gegen­ satz zu Fig. 2 der Verschlußkörper in der Arbeits­ stellung befindet,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung, bei der ein Saugnapf und eine Einrichtung zur Erzeugung eines Vakuums nicht unmittelbar angebracht sind,

Fig. 5 mehrere zu einer Arbeitseinheit zusammengefaßte Ausführungsformen der Vorrichtung im Betrieb, schematisch dargestellt,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung mit modifiziertem Verschlußkörper in einem Quer­ schnitt analog der Schnittlinie IV-IV aus Fig. 3,

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform im Längsschnitt, bei der Sensoren zur Anzeige der jeweiligen Schaltstel­ lung des Verschlußkörpers vorgesehen sind und

Fig. 8 eine weitere Ausführungsform in einer Darstel­ lung analog Fig. 3.

Die Erfindung soll zunächst anhand des Ausführungsbei­ spiels gemäß Fig. 1 bis 3 erläutert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 enthält ein Gehäuse 2, das beispielsweise zylindrisch ausgebildet ist und von einem inneliegenden Kanal, dem Absaugkanal 3, durch­ quert wird. Der eine Kanalendbereich, nachfolgend als Vakuumseite 4 bezeichnet, ist mit einem Vakuum verbindbar, das von einer geeigneten Einrichtung erzeugt wird. Der entgegengesetzte Kanalbereich, nachfolgend als Arbeitsseite 5 des Kanals bezeichnet, ist mit einem Saugnapf 6 verbind­ bar, indem er einen von diesem begrenzten Saugraum 7 einmündet, der an einer Saugseite 8 offen ist.

Auf diese Weise liegt eine Saugeinrichtung vor, mit der Gegenstände, insbesondere Werkstücke 9, gehandhabt und vor allem transportiert werden können. Hierzu wird insbe­ sondere der Saugnapf mittelbar oder unmittelbar an einer Hubeinrichtung oder einer Transporteinrichtung festgelegt, über die er bewegbar ist (nicht dargestellt). Um das Werk­ stück 9 anzuheben, wird der Saugnapf 6 mit seiner offenen Saugseite 8 an die Werkstück-Oberfläche 10 angesetzt, wonach durch das am Absaugkanal anliegende Vakuum im nunmehr verschlossenen Saugraum 7 ein Unterdruck erzeugt wird, der dazu führt, daß das Werkstück 9 an dem vorzugsweise flexibel ausgebildeten Saugteller 14 des Saugnapfes 6 haften bleibt. Nachfolgend läßt sich das Werkstück 9 durch entsprechendes Bewegen oder Verfahren des Saugnapfes 6 unter Beibehaltung der Saugstellung an eine gewünschte Stelle verbringen. Soll die Verbindung wieder gelöst werden, ist lediglich der Saugraum 7 zu belüften, was beispiels­ weise durch Verbindung der Vakuumseite 4 mit der Atmo­ sphäre unter Vermittlung eines geeigneten Ventils 16 erfolgt.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist nun, daß in dem Absaugkanal 3 des Gehäuses 2 ein Verschlußkörper 15 angeordnet ist. Er sitzt vorzugsweise in einem lineare Erstreckung aufweisenden Abschnitt 17 des Absaugkanales, in dem er in Längsrichtung des Abschnittes in zwei Stel­ lungen bewegbar ist, in denen der zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt bzw. Durchflußquerschnitt des Absaug­ kanales 3 unterschiedlich groß ist. So verursacht der Verschlußkörper 15 in der in Fig. 3 abgebildeten einen Stellung, der Arbeitsstellung, eine Verringerung des Strö­ mungsquerschnittes zwischen der Vakuumseite 4 und der Arbeitsseite 5 des Absaugkanales 3 im Vergleich zu der in Fig. 2 eingenommenen anderen Stellung, der Offenstellung, in der der zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt größer ist. Welche Stellung jeweils vom Verschlußkörper 15 eingenommen wird, hängt vom Druckunterschied zwischen der Vakuumseite 4 und der Arbeitsseite 5 ab. Befindet sich demnach die Saugeinrichtung in einer Ruhestellung, in der die Saugseite 8 unverschlossen und die Arbeitsseite 5 des Absaugkanales 3 mit der Umgebung in Verbindung steht, so bewirkt das gleichzeitige Anliegen von Vakuum an der Vakuumseite 4 eine Positionierung des Verschlußkörpers 15 in der Arbeitsstellung, mit der Folge, daß eine nur geringe Menge Luft abgesaugt wird. Dies führt zu einer Energieeinsparung insbesondere für den Fall, daß die Vakuum­ seite 4 über eine Vakuumpumpe beaufschlagt ist. Außerdem führt die Verringerung des Durchflußquerschnittes zu einer Herabsetzung des Verschmutzungsgrades, was vor allem dann von Vorteil ist, wenn das Vakuum wie beim Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 2 unter Vermittlung einer auf Ejektor­ basis arbeitenden Saugdüse 18 hergestellt wird. Diese Düse 18 wird von einem Druckmedium, insbesondere Druckluft, das von einer Druckmittelquelle P stammt, durchströmt und mündet über eine Entlüftungsöffnung R ins Freie, wobei der über seine Vakuumseite 4 an diesen Durchgangskanal 19 angeschlossene Absaugkanal 3 abgesaugt wird. Die Ver­ ringerung der Menge angesaugter Schmutzpartikel verhindert, daß regelmäßig an die Entlüftungsöffnung angeschlossene Schalldämpfer weniger oft gereinigt werden müssen.

Wird der Saugnapf 6 in der Folge in die Saugstellung ge­ bracht und die Saugseite 8 verschlossen, so führt das Absaugen über den geringeren Strömungsquerschnitt nach kurzer Zeit zu dem gewünschten Unterdruck im Saugraum 7, und bei einem Gleichgewicht der auf den Verschlußkörper 15 einwirkenden Kräfte gelangt dieser selbständig in die Offenstellung zurück. Wird nachfolgend der Saugraum 7 durch Umschalten des Ventils 16 belüftet, so steht für den Entlüftungsvorgang der größere Strömungsquerschnitt zur Verfügung, was ein schnelles Lösen des Werkstückes 9 zur Folge hat. Im Anschluß daran kehrt der Verschluß­ körper 15 in seine Arbeitsstellung zurück.

Wie Fig. 2 gut zeigt, ist der Absaugkanal 3 in zwei Kanal­ abschnitte 20, 21 unterteilt, die über eine Überström­ mündung 22 miteinander in Verbindung stehen. Der eine Kanalabschnitt 20 ist der Vakuumseite 4 zugeordnet, der andere Kanalabschnitt 21, der den Verschlußkörper 15 ent­ hält, der Arbeitsseite 5. Die Mündung 22 ist von einem ringförmigen Gehäusedichtsitz 23 umgeben, der durch eine Durchmesservergrößerung des Kanalabschnittes 21 im Anschluß an die Mündung 22 erhalten wird und eine konische Form aufweist. Dadurch liegt eine Gehäuse-Dichtfläche 24 von kegelstumpfförmiger Gestalt vor, der eine komplementär ausgebildete Dichtfläche 25 an der zugewandten Stirnseite des Verschlußkörpers 15 gegenüberliegt. In der Arbeits­ stellung liegen die beiden Dichtflächen dichtend anein­ ander an, während sie in der Offenstellung in Axialrichtung beabstandet sind. Beim Übergang von der Offenstellung in die Arbeitsstellung bewegt sich demnach der Verschluß­ körper 15 in Richtung zur Vakuumseite 4 und zum Gehäuse­ dichtsitz 23 hin, um letztendlich an diesem anzuliegen, wie Fig. 3 zeigt. Die beiden in der Arbeitsstellung zusammen­ arbeitenden Dichtflächen 24, 25 sind jeweils ringförmig ausgebildet und koaxial zueinander angeordnet.

Um die Offenstellung des Verschlußkörpers 15 klar zu defi­ nieren, ist in dem Absaugkanal 3 ein gehäusefester Anschlag 26 angeordnet, der insbesondere ringförmig ausgebildet ist und den den Verschlußkörper 15 enthaltenden erweiterten Kanalabschnitt 17 längenmäßig begrenzt. Dabei ist die Länge des Kanalabschnittes 17 größer als diejenige des Verschlußkörpers 15, so daß die axiale Bewegbarkeit gewähr­ leistet ist.

Als wesentlich wird angesehen, daß in der Arbeitsstellung des Verschlußkörpers 15 die Überströmmündung 22 nicht vollständig verschlossen wird, sondern daß eine geringen Querschnitt aufweisende Öffnung bleibt, durch die weiterhin Luft von der Arbeitsseite 5 zur Vakuumseite 4 strömen kann. Dies läßt sich erreichen, indem verhindert wird, daß die beiden Dichtflächen in der Arbeitsstellung voll­ ständig aneinander anliegen. Um jedoch in der Arbeitsstel­ lung unter allen Umständen ein Flattern des Verschluß­ körpers 15 zu verhindern, ist vorteilhafterweise vorge­ sehen, daß die Dichtflächen 24, 25 in der Arbeitsstellung flächig und dichtend aneinander anliegen, wobei jedoch in zumindest einer der Dichtflächen (beim Ausführungsbei­ spiel in der Dichtfläche 25 des Verschlußkörpers) minde­ stens eine Unterbrechung 29 der Dichtfläche vorgesehen ist. Beim Ausführungsbeispiel sind zwei einander diametral gegenüberliegende Dichtflächen-Unterbrechungen 29 am Ver­ schlußkörper 15 vorgesehen, die in Gestalt von Einkerbungen 30 ausgebildet sind, die einerseits an der Außenmantel­ fläche 31 des insbesondere zylindrischen Verschlußkörpers 15 und andererseits an dessen die Mündung abdeckenden Stirnseite 32 ausmünden.

Da der Verschlußkörper 15 quer zur Verschieberichtung 33 mit Spiel behaftet in dem Abschnitt 17 angeordnet ist, zentriert er sich in der Arbeitsstellung durch den Kontakt der beiden Dichtflächen selbsttätig, und zwischen der Kanaloberfläche des Abschnittes 17 und der Mantelfläche 31 des Körpers 15 liegt ein ringförmiger, sich in Axial­ richtung erstreckender Strömungsspalt 33 vor, der die eine Ausmündung der Einkerbungen 30 mit der Arbeitsseite 5 des Absaugkanales verbindet. Der den Ansaugkanal durch­ strömende Luftstrom strömt also außen am Verschlußkörper 15 vorbei und über die Einkerbungen 30 nach Art eines Bypasses vom einen in den anderen Kanalabschnitt.

Bei dem Ausführungsbeispie1 gemäß Fig. 6 ist der Verschluß­ körper 15 zur Unterstützung seiner Führung im Absaugkanal 3 am Außenumfang mit mehreren in Umfangsrichtung verteilt angeordneten, sich in Bewegungsrichtung erstreckenden Führungs- und Abstandsrippen 35 versehen. Über sie ist der Verschlußkörper 15 exakt im Kanalabschnitt 17 geführt, wobei, in Umfangsrichtung gesehen, zwischen den einzelnen Rippen 35 Strömungsspalte 36 für die Luftströmung vorge­ geben sind.

Um die normalerweise durch das Eigengewicht des Verschluß­ körpers 15 stattfindende Rückstellung aus der Arbeitsstel­ lung in die Offenstellung zu unterstützen, ist zweckmäßiger­ weise vorgesehen, daß der Verschlußkörper 15 federbelastet in die Offenstellung vorgespannt ist, in der seine Dicht­ fläche 25 und der am Gehäuse angeordnete Dichtsitz 23 beabstandet sind und der Verschlußkörper 15 an dem Anschlag 26 anliegt. Dies gewährleistet eine Rückstellung in die Offenstellung in jeder Gebrauchslage und insbesondere auch bei seitlich oder nach oben weisender Arbeitsseite 5.

Zugunsten einer kompakten Bauweise ist der Verschlußkörper 15 zu diesem Zwecke an seiner der Mündung 22 zugewandten Stirnseite 32 mit einer sacklochartigen Axialvertiefung 37 versehen, in der eine Spiraldruckfeder 38 mit ihrem einen Endbereich einsitzt, die die Mündung 22 durchquert und sich andererseits an einer Kanalabstufung 39 im vakuum­ seitigen Kanalabschnitt 20 abstützt.

Die Vorspannung der Feder 38 ist relativ gering gewählt, so daß in der Offenstellung des Verschlußkörpers 15 bei belüftetem Absaugkanal 3 gewährleistet ist, daß eine Luft­ strömung am Verschlußkörper 15 vorbei und unter Passierung der Anlagebereiche 40 am Anschlag 26 zum Saugraum 7 ge­ langen kann. Um die Durchströmung auf jeden Fall zu gewähr­ leisten, ist die Anschlagfläche des Anschlages 26 zusätz­ lich mit einigen Ausnehmungen 43 versehen, die eine ge­ sicherte Verbindung des Strömungsspaltes 33 mit der Arbeits­ seite 5 des Absaugkanales 3 gewährleisten.

Der Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sehr vielseitig. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 sind das den Verschlußkörper 15 enthaltende Gehäuse 2, der Saugnapf 6 und die das Vakuum erzeugende Einrichtung, hier die Saugdüse 18, zu einer kompakt bauenden Saugeinheit zusammengestellt. Dabei ist der Saugnapf 6 unmittelbar am Vorrichtungsgehäuse 2 angeordnet, und zwar auf lösbare Art und Weise. Es ist nämlich der dem Saugnapf 6 zugeord­ nete Endbereich des Absaugkanales 3 mit einem Innengewinde­ abschnitt 44 versehen, in dem der Saugnapfhals 45 mit einem entsprechenden Gewindefortsatz eingeschraubt ist. Dabei bildet das dem Verschlußkörper 15 zugewandte Hals­ ende vorteilhafterweise gleichzeitig den die Offenstellung des Verschlußkörpers 15 definierenden Anschlag 26.

An der entgegengesetzten Gehäuseseite ist ein Gewinde­ stutzen 46 angeordnet, auf den die Saugdüse 18 aufgeschraubt ist, wobei ein im Saugdüsen-Innern angeordneter, vom Durch­ gangskanal 19 abgezweigter Zweigkanal 47 mit der Vakuum­ seite 4 des Absaugkanales 3 kommuniziert.

Im Gegensatz zu dem eben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 der Saugnapf 6, das den Verschlußkörper 15 enthaltende Gehäuse 2 und die hier als Pumpe ausgestaltete, das Vakuum erzeugende Einrichtung 48 separat und unabhängig ausgebildet. Eine Verbindung erfolgt lediglich über Druckmittelleitungen bzw. -schläuche 49, die am Vorrichtungsgehäuse an der Vakuumseite 4 bzw. der Arbeitsseite 5 angeschlossen sind. Ansonsten entspricht der Aufbau der Vorrichtung im wesent­ lichen demjenigen des Ausführungsbeispieles der Fig. 1 bis 3, so daß auf weitere Einzelheiten verzichtet werden kann. Der einzige Unterschied besteht lediglich darin, daß der Verschlußkörper 15 in seiner Arbeitsstellung die Mündung 22 vollständig verschließt und die erforderliche Umgehungsströmung über einen im Gehäuse ausgebildeten Umgehungskanal 50 mit geringem Strömungsquerschnitt erfolgt, der die Mündung 22 umgeht und einerseits in den Kanal­ abschnitt 20 und andererseits in den Kanalabschnitt 21 einmündet.

Es versteht sich, daß beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 auch die Vorrichtung aus Fig. 2 eingesetzt werden kann und umgekehrt. Mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 soll im wesentlichen dokumentiert werden, daß handels­ übliche Saugeinrichtungen problemlos nachgerüstet werden können, indem zwischen die Saugleitung lediglich die er­ findungsgemäße Vorrichtung zwischengeschaltet wird.

Mit 51 ist ein Umschaltventil schematisch angedeutet, mit dem der Absaugkanal 3 bei Bedarf belüftbar ist.

In Fig. 5 ist eine Saugeinrichtung abgebildet, bei der mehrere Saugeinheiten 52 parallelgeschaltet sind. Man erkennt einen Verteilerblock 53, an dem drei der erfindungs­ gemäßen Vorrichtungsgehäuse 2 mit inneliegendem Verschluß­ körper 15 angeordnet sind, deren Absaugkanal 3 mit im Verteilerblock angeordneten Kanälen 54 kommuniziert, die gemeinsam an eine Einrichtung zur Erzeugung von Vakuum, hier eine Vakuumpumpe 48, angeschlossen sind. Jedes Gehäuse 2 ist mit einem Saugnapf 6 versehen, deren offene Saug­ seiten in einer gemeinsamen Ebene liegen. Der Block 53 sitzt an einer Hubvorrichtung 55 und ist damit in Höhen­ richtung gemäß Doppelpfeil 56 verfahrbar. Den Saugnäpfen 6 gegenüberliegend ist auf einer Unterlage 57 ein platten­ förmiges Werkstück 9 angeordnet.

Durch die Verwendung mehrerer Saugeinheiten 52 ist es möglich, den Gegenstand 9 gleichmäßig zu erfassen und exakt zu positionieren. Der wesentliche Vorteil in Ver­ bindung mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen besteht darin, daß selbst dann, wenn einer oder mehrere der Saug­ räume 9 der Saugnäpfe 6 nicht vollständig abgedeckt ist, wie dies beim in der Figur rechts abgebildeten Saugnapf der Fall ist, der Unterdruckabfall im gesamten Kanalsystem nur relativ gering ist, so daß der in den übrigen Saug­ näpfen erzielbare Unterdruck weiterhin einen Betrag bei­ behält, der ein sicheres Anhaften des Werkstückes 9 gewähr­ leistet. Die Ursache liegt darin begründet, daß bei der Saugeinheit mit nicht bzw. nur teilweise bedecktem Saug­ napf der Verschlußkörper 15 aus den oben beschriebenen Gründen in der Arbeitsstellung (vgl. Fig. 3) verbleibt, so daß aus der Umgebung nur eine geringe Menge Luft ange­ saugt wird, die angesichts der Saugleistung der Einrichtung 48 vernachlässigbar ist. Es lassen sich also vorteilhafter­ weise auch in ungeordnetem Zustand vorliegende Werkstücke 9 problemlos handhaben, da es unschädlich ist, wenn einer oder mehrere der Saugnäpfe offen bleiben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist des weiteren hervor­ ragend für automatischen Betrieb geeignet. In diesem Zusam­ menhang wird auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 verwiesen, das im wesentlichen demjenigen aus Fig. 3 ent­ spricht, bei dem jedoch das Verschlußglied 15 mit einem Impulsgeber 58 versehen ist, der bei der Bewegung des Verschlußkörpers mitbewegt wird. Am Gehäuse 2 sind mit in Bewegungsrichtung des Körpers gemessenem Abstand zwei Sensoren 62 angeordnet, die ansprechen, wenn der Impuls­ geber 58 in ihren Einflußbereich gelangt. Auf diese Weise werden in der Arbeitsstellung und der Offenstellung des Verschlußkörpers 15 (der erwähnte Abstand der Sensoren entspricht dem maximalen Bewegungsweg des Verschlußkörpers) von dem einen oder anderen Sensor 62 Signale ausgesandt, die die Stellung des Verschlußkörpers und damit auch den Arbeitszustand der ganzen Vorrichtung anzeigen. Wird ein Signal in der Arbeitsstellung ausgesandt, so bedeutet dies, daß die Saugseite des Saugnapfes nicht verschlossen ist bzw. bei verschlossenem Saugraum der darin erzeugte Unterdruck noch nicht die notwendige Höhe erreicht hat. Wird hingegen die Offenstellung angezeigt, so ist dies ein Zeichen dafür, daß diesseits und jenseits des Verschluß­ körpers im wesentliches gleiche Unterdruckverhältnisse vorliegen - die Druckkraft der Feder ist selbstverständlich zu berücksichtigen -, woraus entnehmbar ist, daß am Saugnapf ein Gegenstand sicher anhaftet.

Das in Fig. 7 abgebildete bevorzugte Ausführungsbeispiel enthält als Impulsgeber 58 einen Dauermagneten 63, der vorzugsweise ringförmig ausgebildet ist und koaxial am Verschlußkörper insbesondere in einer entsprechenden Nut einsitzt. Entsprechend sind die Sensoren 62 als berührungs­ los arbeitende Näherungsschalter ausgebildet, die durch das Magnetfeld des Dauermagneten betätigt werden. Sie sind mit einem Außengewinde versehen und unter Abdichtung in entsprechende Gehäusebohrungen eingesetzt, können aber auch außen am Gehäuse angeordnet sein.

Die einfache Bauweise der Vorrichtung ermöglicht es, sie als separates Element zu verwenden, wie dies beim Aus­ führungsbeispiel gemäß Fig. 4 der Fall ist, oder sie un­ mittelbar an einem Saugnapf und/oder einer Einrichtung zur Erzeugung von Vakuum anzubringen. Des weiteren ist es möglich, sie direkt in die Einrichtung zur Erzeugung des Vakuums oder in den Saugnapf und hierbei vorzugsweise in dessen Hals zu integrieren.

Von Vorteil ist ferner, daß im Falle spezieller Anwendungs­ gebiete, bei denen der Verschlußkörper nicht benötigt wird, dieser problemlos aus dem Gehäuse entnehmbar ist, so daß die Saugeinrichtung in bisher üblicher Weise betrieben werden kann.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er­ findung, wobei eine Darstellungsweise analog derjenigen aus Fig. 3 gewählt ist. Im übrigen wurden für entsprechen­ de Teile identische Bezugszeichen gewählt. Man erkennt wiederum das Gehäuse 2, das von dem Absaugkanal 3 durch­ zogen ist, in dem sich der Verschlußkörper 15 befindet. Er ist wiederum mit einer insbesondere konischen, vorzugs­ weise ringförmigen Dichtfläche 25 versehen, die ununter­ brochen ist und der die ebenfalls ununterbrochene Gehäuse­ dichtfläche 24 axial gegenüberliegt. In der abgebildeten, vom Verschlußkörper 15 eingenommenen Arbeitsstellung erfolgt durch dichtenden Kontakt zwischen den Dicht­ flächen 24, 25 eine strömungsmitteldichte Abtrennung der Vakuumseite 4 von der Arbeitsseite 3. Um trotzdem auch in der Arbeitsstellung die erforderliche Verbin­ dung zwischen der Vakuumseite und der Arbeitsseite auf­ rechtzuerhalten, ist bei diesem Ausführungsbeispiel anstelle der Unterbrechungen 29 des Ausführungsbeispiels aus Fig. 2 und 3 ein Durchgangskanal 66 vorhanden, der den Verschlußkörper 15 durchzieht und einerseits mit der Arbeitsseite 5 und andererseits mit der Vakuumseite 4 kommuniziert.

Zweckmäßigerweise ist ein einziger Durchgangskanal 66 vorhanden, der wie abgebildet insbesondere lineare Er­ streckung aufweist, die vorzugsweise mit der Bewegungs­ richtung des Verschlußkörpers 15 zusammenfällt. Hier ist der im wesentlichen zylindrische Verschlußkörper 15 koaxial von dem Durchgangskanal 66 durchzogen, der an den beiden Axialseiten 67, 67′ des Verschlußkörpers 15 vorzugsweise zentral ausmündet. Auf diese Weise ist auch in der Arbeitsstellung eine dauernde Verbindung zwischen den beiden Kanalseiten gegeben, wobei allerdings der Durchströmquerschnitt des Durchgangskanals 66 geringer ist als der in der Offenstellung zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt. Aus herstellungstechnischen Gründen hat der Durchgangskanal 66 vorzugsweise über seine ge­ samte Länge einen konstanten Querschnitt. Der dem in der Offenstellung seitlich vorbeiströmenden Druckmedium zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt ist bei alledem vorzugsweise auch für sich allein gesehen größer als derjenige des Durchgangskanals 66.

Es versteht sich, daß neben dem einen Durchgangskanal 66 weitere Durchgangskanäle parallelgeschaltet sein können, eine vereinfachte Herstellung und eine verbesserte Funktion erhält man allerdings bei Vorhandensein eines einzigen Kanales.

Dieses Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 hat außerdem den besonderen Vorteil, daß es auch ohne Einwirkung einer Federkraft zuverlässig arbeitet, insbesondere auch bei Schräglagen. Es kann daher, wie auch bei Bedarf bei den anderen Ausführungsbeispielen, auf eine Rückstell- bzw. Druckfeder 48 verzichtet werden, so daß sich eine Vertiefung am Verschlußkörper 15 zur Auf­ nahme der Feder erübrigt. Auch kann in diesem Falle, wie abgebildet, auf eine gehäuseseitige Erweiterung zur Aufnahme des zugeordneten Federendes verzichtet werden.

Es versteht sich, daß unter Umständen sogar eine Kombi­ nation möglich ist, derart, daß der Verschlußkörper 15 sowohl mit einem Durchgangskanal 66 als auch mit Unterbrechungen 29 an einer der Dichtflächen 24, 25 versehen ist.

Im übrigen entspricht die Funktionsweise des Ausführungs­ beispieles gemäß Fig. 8 den übrigen Ausführungsformen, auch die nicht näher dargestellten Konstruktionsmerkmale können in entsprechender Weise ausgebildet sein.

Es versteht sich, daß bei alleiniger Verwendung eines Durchgangskanales 66 in der Arbeitsstellung des Ver­ schlußkörpers 15 dieser im Bereich des Außenumfanges nicht umströmt wird, sondern vielmehr die abgesaugte Luft koaxial durch den Verschlußkörper 15 hindurchgeführt ist, wobei keine Umlenkung stattzufinden hat, wenn, wie beim Ausführungsbeispiel, die beiden axialen Durchgangs­ kanal-Ausmündungen 68, 68′ koaxial zu den beiden Kanal­ seiten 4, 5 angeordnet sind.

Claims (27)

1. Vorrichtung zur Handhabung und insbesondere zum Trans­ port von Gegenständen, insbesondere Werkstücken, mit einem Gehäuse, in dem ein Absaugkanal angeordnet ist, der einer­ seits, mit seiner Vakuumseite, mit einem Vakuum und anderer­ seits, über seine Arbeitsseite, mit dem an der einem hand­ zuhabenden Gegenstand zuordenbaren Saugseite offenen Saug­ raum eines Saugnapfes verbindbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem im Gehäuse (2) ausgebildeten Absaugkanal (3) ein Verschlußkörper (15) angeordnet ist, der zwischen einer Offenstellung und einer Arbeitsstellung hin- und herbewegbar ist, daß der Verschlußkörper (15) in der Arbeits­ stellung gegenüber seiner Offenstellung eine Verringerung des Strömungsquerschnittes zwischen der Vakuumseite (4) und der Arbeitsseite (5) des Absaugkanals (3) verursacht und daß die jeweilige Stellung des Verschlußgliedes (15) vom Druckgefälle zwischen der Vakuumseite (4) und der Arbeitsseite (5) des Absaugkanales (3) abhängt, derart, daß der Verschlußkörper (15) bei offener oder nicht voll­ ständig von einem Gegenstand (9) abgedeckter Saugseite (8) des Saugnapfes (6) und bei gleichzeitig an der Vakuum­ seite (4) anliegendem Vakuum seine Arbeitsstellung ein­ nimmt, während er zumindest nach dem Entfernen des Vakuums in seine Offenstellung gelangt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugkanal (3) in zwei durch eine Überströmmündung (22) voneinander getrennte Kanalabschnitte (20, 21) unter­ teilt ist und der Verschlußkörper (15) diese Mündung (22) in seiner Arbeitsstellung zumindest teilweise verschließt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (15) die Mündung in der Arbeits­ stellung vollständig verschließt, wobei die Vakuumseite (4) und die Arbeitsseite (5) des Absaugkanales (3) über einen geringeren Querschnitt aufweisenden, die verschlossene Mündung (22) umgehenden und zweckmäßigerweise im Gehäuse (2) ausgebildeten Umgehungskanal (50) miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Überströmmündung (22) ein Gehäuse­ dichtsitz (23) zugeordnet ist, der mit einer am Verschluß­ körper (15) angeordneten Dichtfläche (25) in der Arbeits­ stellung dichtend zusammenarbeitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedichtsitz (23) und/oder die Dichtfläche (25) mit mindestens einer Unterbrechung (29) versehen ist, derart, daß bei in der Arbeitsstellung miteinander in Dichtkontakt stehendem Gehäusedichtsitz (23) und Dicht­ fläche (25) die Überströmmündung (22) zum größten Teil verschlossen ist, wobei über die Unterbrechung (29) weiter­ hin eine Verbindung zwischen Vakuumseite (4) und Arbeits­ seite (5) mit geringem Strömungsquerschnitt vorliegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (15) in einem vorzugsweise lineare Erstreckung aufweisenden Abschnitt (17) des Absaugkanales (3) in Längsrichtung dieses Ab­ schnittes zwischen seinen beiden Stellungen bewegbar angeord­ net ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (25) an der der Vakuum­ seite (4) zugeordneten Verschlußkörperseite (32) angeordnet ist, derart, daß sich die Dichtfläche (25) beim Übergang aus der Offenstellung in die Arbeitsstellung des Verschluß­ körpers (15) in Richtung zur Vakuumseite (4) bewegt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung (29) des Gehäuse­ dichtsitzes (23) bzw. der Dichtfläche (25) von einer Aus­ nehmung (30), z. B. in Gestalt einer Kerbe oder einer Nut, gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der den Absaugkanal (3) durchströmende Luftstrom außen am Verschlußkörper (15) vorbeistreicht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (15) quer zu seiner Bewegungsrichtung (35) mit Spiel behaftet im Absaugkanal (3) angeordnet ist, derart, daß ein axialer Strömungsspalt (33) im Bereich seines Außenumfanges gebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (15) am Außenumfang mehrere sich in Bewegungsrichtung (35) erstreckende Führungs- und Abstands­ rippen (35) aufweist, die mit Verschiebespiel an der Kanal­ wandung anliegen, wobei sich zwischen einander in Umfangs­ richtung benachbarten Rippen (35) Strömungsspalte (36) befinden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche (25) des Verschluß­ körpers (15) konisch ausgebildet ist und in der Arbeits­ stellung selbstzentrierend am komplementär ausgebildeten Gehäusedichtsitz (23) zur Anlage kommt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedichtsitz (23) und die Dichtfläche (25) ringförmig ausgebildet und koaxial zuein­ ander angeordnet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (15) federbelastet in die Offenstellung vorgespannt ist, in der die Dichtfläche (25) und der Gehäusedichtsitz (23) einander gegenüber beabstandet sind und der Verschlußkörper (15) an einem gehäusefesten Anschlag (26) anliegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (15) an der der Dichtfläche (25) zugeordneten Stirnseite (32) eine sacklochartige Ausnehmung (37) aufweist, in der der Endbereich einer Druckfeder (38) einsitzt, die sich andererseits an einer Stufe (39) des Absaugkanales (3) abstützt.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Arbeitsseite (5) des Absaugkanals (3) und den Saugnapf (6) und/oder zwischen die Vakuumseite (4) des Absaugkanales (3) und eine das Vakuum erzeugende Einrichtung (48) eine Druckmittelleitung (49) oder ein Druckmittelschlauch zwischengeschaltet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (2) der Vorrichtung ein Saugnapf (6) unmittelbar angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugnapf (6) lösbar mit dem Vorrichtungsgehäuse (2) verbunden ist, wobei zweckmäßigerweise ein mit einem Gewinde versehener Saugnapfhals (45) in den mit einem Gewindeabschnitt (44) versehenen Absaugkanal im Bereich seiner Arbeitsseite (5) eingeschraubt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (15) in der Offen­ stellung an einem mit dem Gehäuse (2) fest verbundenen Anschlag (29) anliegt, der vorzugsweise von dem einge­ schraubten Saugnapfhals (45) gebildet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß am Vorrichtungsgehäuse (2) eine mit der Vakuumseite (4) des Absaugkanales (3) in Verbindung stehende, nach dem Ejektorprinzip arbeitende Saugdüse (18) angeordnet und insbesondere angeschraubt ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß am Verschlußglied (15) ein Impulsgeber (58) angeordnet ist, der mit mindestens einem dem Gehäuse zugeordneten ortsfesten Sensor (62) oder Schalter zusammen­ arbeiten kann, derart, daß zumindest in der Offenstellung und/oder in der Arbeitsstellung des Verschlußkörpers (15) ein Signal erzeugt wird.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß am Verschlußkörper (15) ein Dauermagnet mitbewegbar angeordnet ist und daß am Gehäuse (2) in Bewegungsrichtung (33) des Verschlußkörpers (15) beabstandete, durch das Magnetfeld des Dauermagneten betätigbare Sensoren oder Schalter, z. B. Induktiv-Näherungsschalter, angeordnet sind, derart, daß in der Offenstellung der eine und/oder in der Arbeitsstellung der andere Sensor (62) oder Schalter betätigt wird.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (15) mit mindestens einem Durchgangskanals (66) versehen ist, der einerseits insbesondere dauernd mit der Vakuum­ seite (4) und andererseits insbesondere dauernd mit der Arbeitsseite (5) des Absaugkanals (3) kommuniziert.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich­ net, daß der Durchströmquerschnitt des Durchgangskanals (66) geringer ist als der in der Offenstellung zur Ver­ fügung stehende Strömungsquerschnitt zwischen der Vakuum­ seite (4) und der Arbeitsseite (5), wobei zweckmäßiger­ weise der in der Offenstellung neben dem Durchgangskanal­ querschnitt vorgesehene Strömungsquerschnitt für sich allein gesehen größer ist als der Durchströmquerschnitt des Durchgangskanals (66).

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der einerseits mit der Vakuum­ seite (4) und andererseits mit der Arbeitsseite (5) des Absaugkanals (3) verbundene mindestens eine Durch­ gangskanal (66) des Verschlußkörpers (15) an dessen beiden einander entgegengesetzten, in Bewegungsrichtung weisenden Axialseiten (67, 67′) zweckmäßigerweise zentral ausmünden (68, 68′), derart, daß insbesondere sowohl in der Offenstellung als auch in der Arbeitsstellung eine Druckmittelverbindung zwischen den beiden Kanalseiten (4, 5) über den Durchgangskanal (66) besteht.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Durchgangskanal (66) vorhanden ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangskanals (66) lineare Erstreckung aufweist.