DE8313783U1 - Luftstrahl-pumpe - Google Patents

Description

Kohler-Schwindling-Späth
Patentanwälte
Hohentwielatraße 41
7000 Stuttgart 1

Luftstrahl-Pumpe

Die Erfindung betrifft eine Luftstrahl-Pumpe für Vakuumtfaltegeräte mit einer mit einem Druckluft-Anschluß versehenen Treibdüse und einem zur Treibdüse koaxial angeordneten Rezeptor, der innerhalb einer mit einem Anschluß für eine

Vakuumleitung versehenen Kammer der Mündung der Treibdüse mit Abstand gegenübersteht und dessen Eintrittsende einen größeren Durchmesser aufweist als die Mündung der Treibdüse.

Luftstrahl-Pumpen sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt. Ein neuer Anwendungszweck besteht in der Erzeugung des Unterdruckea für Vakuum-Haltegeräte, die Saugköpfe aufweisen und dazu dienen, Werkstücke unterschiedlicher Art zum Zwecke der Bearbeitung, des Transportes und dgl. festzuhalten. Entsprechende Einrichtungen sind beispielsweise in Form eines pneumatischen Vakuum-Arbeitstisches, von Saugköpfen und Saugnäpfen unterschiedlicher Art bekannt, die zur Montage auf unterschiedlichsten Einrichtungent und zum Anschluß an eine Luftstrahl-Pumpe bestimmt sind. Es sind auch Saugköpfe bekannt, bei denen Luftstrahl-Pumpe und Saugnapf zu einer Baueinheit vereinigt sind (siehe z.B. Prospekt Nr. 7331/80821 b RU der Firma FESTO-Pneumatik in 7300 Esslingen und Prospekt 3/83 ZE 1,5 der Firma J. Schmalz KG in 7296 Glatten).

An Luftstrahl-Pumpen für solche Vakuum-Haltegeräte werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Die Haltekraft hängt von der Höhe des erzeugten Unterdruckes ab, so daß prinzipiell ein möglichst hoher Unterdruck anzustreben ist. Andererseits ist die Zeit von dem Einschalten der Luftstrahl-Pumpe bis zum Erreichen der Haltekraft von der Förderleistung der Luftstrahlpumpe abhängig. Die Förderleistung der Luftstrahlpumpe ist auch dann von Bedeutung, wenn das zu haltende 'Werkstück nicht absolut eben oder auch etwas porös ist, weil dann ein sicheres Festhalten des Werkstückes zur Voraussetzung hat, daß die Luftstrahlpumpe mehr Luft abzusaugen

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vermag als durch Unebenheiten und/oder das poröse Material nachströmen kann. Endlich ist es wichtig, daß die Luftatrahlpumpe auch noch dann einen ausreichend starken Unter- $

t druck erzeugt, wenn der Betriebsdruck der der Pumpe züge- | führten Druckluft Schwankungen unterliegt. Mit Luftstrahl- % pumpen betriebene Vakuum-Haltegeräte werden häufig auch in | Kleinbetrieben oder auf Baustellen unter ungünstigen Bedin- ' gungen und inabesondere unter Verwendung von Kompressoren k zur Erzeugung der zum Betrieb der Luftstrahl-Pumpen erfor- f derliohen Druckluft benutzt, die keine hohe Konstanz des | Luftdruckes gewährleisten. Vielmehr kann es immer wieder f vorkommen, daß der Luftdruck vorübergehend erheblich absinkt, auch beispielsweise durch eine äußere Belastung der die druck-führenden Schlauchleitungen. Es darf aber nicht vorkommen, daß unter solchen ungünstigen Betriebsbedingungen die Saugwirkung der Luftstrahlpumpe verschwindet und plötzlich die zugeführte Pressluft in der Vakuumleitung gar einen Überdruck erzeugt, mit der Folge, daß die bisher gehaltenen Werkstücke unbeabsichtigt freigegeben werden und dadurch ihre Lage ändern, beispielsweise zu Boden fallen. Dadurch können nicht nur Beschädigungen an den Werkstücken entstehen, sondern sogar Personen gefährdet werden.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Luftstrahlpumpe für Vakuum-Haltegeräte in solcher Weise auszubilden, daß sowohl die Forderungen nach hoher Haltekraft, hoher Förderleistung und hoher Betriebssicherheit bei schwankendem Druck der zugeführten Pressluft gleichzeitig gut erfüllt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Treibdüse nach Art einen Laval-Düse und der Rezeptor

nach Art einea Venturi-Rohres, bei welchem der aich trich- Ί terförmig verengende Eingangsabachnitt unmittelbar mit einer

I Rundung in den aich trichterförmig erweiternden Ausganga-

£ abschnitt (Diffusor) übergeht, ausgebildet sind.

I Durch die Ausbildung des Rezeptors nach Art einea Venturi-

f, Rohres in Verbindung mit der an sich bekannten Ausbildung

ji der Treibdüse nach Art einer Laval-Düse und der Anordnung

\ von Treibdüse und Rezeptor mit Abstand voneinander wird ein

< Optimum bezüglich erreichbarem Unterdruck und Förderleistung

I erzielt. Von ganz besonderem Vorteil ist jedoch die Ausbil-

\. dung des Rezeptors nach Art eines Venturi-Rohres mit einem

I atetigen Übergang vom Eingangsabschnitt zum Ausgangsab-

5 schnitt, weil dadurch eine sehr hohe Sicherheit gegen Abrei-

I ßen eines laminaren Luftstromes bei Absinken des Betriebs-

f druckes der zugeführten Pressluft gewährleistet ist. Solange

in dem Rezeptor eine laminare Strömung herrscht, bleibt auch

die Luftstrahlpumpe wirksam, und es wird ein Unterdruck ■"' aufrecht erhalten. Zwar mag dieser Unterdruck bei abnehmendem Betriebsdruck der zugeführten Pressluft ebenfalls abneh- £ men, jedoch wird er in aller Regel ausreichen, einmal ange-

I saugte Gegenstände auch weiterhin zu halten. Erst wenn es in

dem Rezeptor zur Wirbelbildung kommt, tritt eine Art Rückstau ein, der schnell zum Aufbau einea Überdruckea in der Saugleitung der Luftstrahlpumpe führen kann. Wie bereits erwähnt, ist diese Grenze durch die besondere Gestaltung des Rezeptors sehr weit auf niedrigen Betriebsdruck hin verschoben, so daß eine sehr hohe Betriebssicherheit erzielt wird. Daher macht es die Erfindung auch möglich, den Betriebsdruck der zugeführten Druckluft nach der gewünschten Saugleistung in weiten Grenzen zu variieren, so daß stets mit dem kleinstmöglichen Luftdruck und damit auch mit dem kleinst-

möglichen Luftverbrauch gearbeitet werden kann. Insofern führt die erfindungsgemäße Ausbildung der Luftstrahlpumpe auch zu einer besonders hohen Wirtschaftlichkeit.

Die erfindungagemäße Luftati'ahlpumpe läßt sich gleichzeitig ■it sehr kleinen Abmessungen ausbilden. Eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer solchen Luftstrahlpumpe ist für einen Luftdruck von 3 fcis 6 bar eingerichtet. Pressluft mit einem eolchen Betriebsdruck ist unter Verwendung üblicher Kompressoren leicht bereitzustellen. Der große Bereich des Betriebs-Luftdruckes von 3 bis 6 bar macht die Verwendung dieser Luftstrahlpumpe besonders umproblematiach und sicher. Diese Luftetrahlpumpe hat eine Gesamtlänge von nur 65 mm. Die Laval-DUse weist einen kleinsten Durchmesser von etwa 1,5 mm und einen MUndungsdurchmesser von etwa 3,3 mm auf. Der Abstand zwischen kleinstem Durchmesser und Mündung beträgt etwa 9 mm. Der Abstand zwischen Mündung der Laval-Düse und der Eintrittsöffnung des Venturi-Rohres beträgt etwa 4 mm. Den gleichen Wert hat auch etwa der kleinste Durchmesser des Venturi-Rohrea, von dem aus, nach einem verrundeten Übergang, die Steigung des Diffusorabschnittes etwa 1:50 beträgt.

Bei einem maximalen Luftdurchsatz von nur 135 l/min wird eine maximale Absaugleistung von 4 m /h und, bei einem Betriebadruck von 6 bar, ein maximaler Unterdruck von -0,83 bar erzielt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, die einen Längsschnitt durch eine Luftstrahlpumpe nach der Erfindung veranschaulicht.

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Ein Gehäuseblock 1 , beispielsweise aua Aluminium, weist eine ihn in seiner Längsrichtung durchsetzende Bohrung auf, welche drei axial hintereinander angeordnete Abschnitte 2, 3, 4 unterschiedlicher Durchmesser enthält. Der in der Zeichnung linke Abschnitt 2 enthält ein in der Installationstechnik übliches 1/4-Zoll-Rohrgewinde. In diesen Abschnitt ist ein Düseneinsatz 5 eingeschraubt, der an der / Schulter zwischen den Abschnitten 2 und 3 der genannten Bohrung anschlägt und mit einem kegelförmigen Ansatz 6 in die von dem Bohrungs-Abschnitt 3 gebildete Kammer hineinragt. Der Ansatz 6 steht dem dritten Abschnitt 4 der Längsbohrung mit Abstand gegenüber. An die von dem Abschnitt 3 gebildete Kammer schließt sich seitlich eine Radialbohrung V an, die sich wiederum zu einer Gewindebohrung 8 mit einem 1/4-Zoll-Rohrgewinde erweitert. An dem vom Abschnitt 4 der Längsbohrung durchsetzten Ende des Gehäuses 1 befindet sich ein 1/4-Zoll-Gewindestutzen 9·

Die in dem Düseneinsatz 5 angeordnete Düsenbohrung ist nach Art einer Laval-Düse ausgebildet. Sie weist demnach eine dem '. benachbarten Ende des Gehäuses 1 zugewandte, trichterförmige Eingangsöffnung 11 auf, die mit einer Rundung 12 in eine sich kegelförmig erweiternde Düsenbohrung 13 übergeht. Wie bereits erwähnt, steht die Mündigung dieser Bohrung dem Eintritt des Abschnittes 4 der Längsbohrung im Gehäuse 1 mit Abstand gegenüber. Dieser Abschnitt 4 ist nach Art eines Venturi-Rohres ausgebildet und weist ebenfalls einen kurzen, trichterförmigen Einlauf 14 auf, an den sich über eine Rundung 15 ein sich untei- einem kleinen Winkel kegelförmig erweiternder Abschnitt anschließt, der einen Diffusor bildet und sich über den wesentlichen Teil des Abschnittes 4 der Bohrung erstreckt.

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Die in der Zeichnung dargestellte Luftatrahlpumpe hat folgende Abmessungen:

Der Durchmesser am Eintrittsende der Laval-Düse beträgt 6 mm, der Durchmesser der engsten Stelle 1,5 mm und der Durchmesser am Austrittsende 3,3 mm· Die Länge der Düse beträgt 12 mm, der Abstand zwischen der engsten Stelle und der Mündung 9 mm. Der Abstand zwischen dem Austritt der Laval-Düse und dem Sintritt des Venturi-Rohres beträgt 4 mm. Das Venturi-Rohr hat kurz hinter seiner Eintrittsöffnung den engsten Durchmesser von 4,0 mm, der immer noch größer ist als der Durchmesser der Mündung der Laval-Düse von 3,3 mm. Das Venturi-Rohr hat eine Gesamtlänge von 36,5 mm und öffnet 3ich mit einer Steigung von 1:50. Die Leistungen dieser als Ausführungabeispiel dargestellten Luftstrahlpumpe wurden bereits oben angegeben.

Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Bei solchen Abweichungen wird es sich im wesentlichen um Dimensionsänderungen handeln, die vom Betriebsdruck der zugeführten Pressluft sowie auch von den erwünschten Pumpleistungen abhängig sind und im wesentlichen proportional zu den angegebenen Werten vorgenommen werden Können.

Claims (2)

1. Schut zansprüche

   . Luf'tstrahlpumpe für Vakuum-Haltegeräte mit einer mit einem Druckluft-Anschluß versehenen Treibdüse und einem zur Treibdüse koaxial angeordneten Rezeptor, der

   ' ' innerhalb einer mit einem Anschluß für eine Vakuumlei

   tung versehenen Kammer der Mündung der Treibdüse mit Abstand gegenübersteht und dessen Eintrittsende einen größeren Durehmesse aufweist als die Mündung der Treibdüse, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibdüse

   ! (5) nach Art einer Laval-Düse und der Rezeptor nach

   Art eine ι Venturi-Rohres ausgebildet ist, bei welchem

   der sich trichterförmig verengende Eingangsabschnitt (14) unmittelbar mit einer Rundung (15) in den sich trichterförmig erweiternden Ausgangsabschr.itt (Diffu-

   ί sor) übergeht.
2. 2. Luftstrahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laval-Düse (5) einen kleinsten Durchmesser von etwa 1,5 mm und einen Mündungsdurchmesser von

   ) etwa 3,3 mm aufweist und der Abstand zwischen klein

   stem Durchmesser und der Mündung etwa 9 mm beträgt, daß der Abstand zwischen Mündung der Laval-Düse (5) und der Eintrittsöffnung des Venturi-Rohres (4) etwa 4 mm, der kleinste Durchmesser de3 Venturi-Rohres ebenfalls etwa 4 mm und die Steigung des Diffusor-Abschnittes des Venturi-Rohres etwa 1:50 beträft.