DE9109899U1

DE9109899U1 - Suction gripper

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Publication number: DE9109899U1
Application number: DE9109899U
Authority: DE
Original assignee: Matza and Weidner 8900 Augsburg De GmbH
Current assignee: Matza and Weidner 8900 Augsburg De GmbH
Priority date: 1991-08-09
Filing date: 1991-08-09
Publication date: 1991-10-17
Anticipated expiration: 2001-08-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sauggreifeinrichtung zum Anheben und Halten von Werkstücken gemäß der durch den Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a suction gripping device for lifting and holding workpieces according to the type specified by the preamble of claim 1.

Bei einer aus der EP-PS 0 220 407 bekannten Sauggreifeinrichtung dieser Art ist das Vakuumventil zum Anschluß an einer Vakuumpumpe ausgebildet, wobei dafür die an dem Ventilgehäuse randseitig eingespannte Membrane im Zusammenwirken mit dem als ein Ventilteller plattenförmig ausgebildeten Druckfühler des Druckschalters ein Einwegventil bildet. Mit der Arbeitskammer dieses Einwegventils ist eine Bypassleitung zu einer Drossel des Saugluftkanals ausgebildet, mit welcher im Betrieb der Sauggreifeinrichtung der Öffnungsdruck für das durch seine Feder normal in eine Schließstellung seines Ventiltellers an einem Ventilsitz vorgespannte Einwegventil beginnend mit dem Zeitpunkt gesteuert wird, in welchem die Sauggreifeinrichtung mit dem Saugnapf auf das zu manipulierende Werkstück aufgesetzt und dabei dann die für seinen Innenraum zuvor bestandene Verbindung mit der Umgebungsluft unterbrochen wird. Weil das Öffnen des Einwegventils dabei direkt abhängig ist von der Größe des Saugdruckes, der unter Vermittlung der Arbeitskammer des Vakuumventils auch an den Innenraum des Saugnapfes zugeleitet wird, wird dabei mit dem Ventilteller auch ein entsprechend präzise ansprechender Druckfühler erhalten, mit welchem daher der Greifzustand des Saugnapfes unter weiterer Vermittlung des Druckschalters überwacht werden kann. Bei der bekannten Sauggreifeinrichtung ist der Druckschalter bspw. als ein induktiver Näherungsschalter ausgebildet, der mit einem optischen oder akustischen Signalgeber elektrisch verbunden ist.In a suction gripping device of this type known from EP-PS 0 220 407, the vacuum valve is designed for connection to a vacuum pump, whereby the membrane clamped to the edge of the valve housing forms a one-way valve in conjunction with the pressure sensor of the pressure switch, which is designed as a plate-shaped valve plate. The working chamber of this one-way valve is designed as a bypass line to a throttle of the suction air channel, with which the opening pressure for the one-way valve, which is normally pre-tensioned by its spring into a closed position of its valve plate on a valve seat, is controlled during operation of the suction gripping device, starting at the time at which the suction gripping device is placed with the suction cup on the workpiece to be manipulated and the connection to the ambient air that previously existed for its interior is then interrupted. Because the opening of the one-way valve is directly dependent on the size of the suction pressure, which is also fed to the interior of the suction cup via the working chamber of the vacuum valve, the valve plate also contains a correspondingly precisely responding pressure sensor, with which the gripping state of the suction cup can be monitored via the pressure switch. In the known suction gripping device, the pressure switch is designed, for example, as an inductive proximity switch that is electrically connected to an optical or acoustic signal generator.

Aus der DE-OS 22 48 930 ist eine Sauggreifeinrichtung bekannt, bei welcher der Saugdruck in einer Arbeitskammer für ein dabeiFrom DE-OS 22 48 930 a suction gripping device is known in which the suction pressure in a working chamber for a

mit einer Ventilkugel ausgebildetes Einwegventil unter Vermittlung eines mit Druckluft versorgten Venturiaufsatzes erzeugt wird, der an der Engstelle seiner Venturidüse eine offene Anschlußverbindung an die Arbeitskammer aufweist. Die Arbeitskammer bildet dabei eine Teillänge eines ebenfalls an den Innenraum eines gummielastischen Saugnapfes angeschlossenen Saugluftkanals. Dabei ist für das Einwegventil eine Anordnung realisiert, die bei der Erzeugung eines Saugdruckes mittels des Venturiaufsatzes unabhängig davon eine offene Anschlußverbindung zwischen der Arbeitskammer des Vakuumventils und dem Innenraum des Saugnapfes ergibt, ob der Saugnapf bereits auf ein zu manipulierendes Werkstück aufgesetzt ist oder nicht. Der Druckzustand der Arbeitskammer des Vakuumventils ist daher bei dieser Sauggreifeinrichtung auch nicht mit der Maßgabe zu überwachen, darüber vorstellungsgemäß einen präzisen Rückschluß auf den Greifzustand des Saugnapfes zu erhalten.with a valve ball designed one-way valve is generated by means of a Venturi attachment supplied with compressed air, which has an open connection to the working chamber at the narrow point of its Venturi nozzle. The working chamber forms a partial length of a suction air channel that is also connected to the interior of a rubber-elastic suction cup. An arrangement is implemented for the one-way valve that, when a suction pressure is generated using the Venturi attachment, results in an open connection between the working chamber of the vacuum valve and the interior of the suction cup, regardless of whether the suction cup is already placed on a workpiece to be manipulated or not. The pressure state of the working chamber of the vacuum valve therefore does not have to be monitored in this suction gripping device with the aim of obtaining a precise conclusion about the gripping state of the suction cup.

Die durch die Ansprüche gekennzeichnete Erfindung löst die Aufgabe , eine Sauggreifeinrichtung der angegebenen Gattung derart auszubilden, daß der Greifzustand des Saugnapfes vergleichbar präzise auch dann erfaßt und überwacht werden kann, wenn der Saugdruck in der Arbeitskammer nicht durch eine Vakuumpumpe sondern vielmehr nach dem Prinzip einer mit Druckluft versorgten Venturidüse erzeugt wird.The invention characterized by the claims solves the problem of designing a suction gripping device of the specified type in such a way that the gripping state of the suction cup can be detected and monitored with comparably high precision even if the suction pressure in the working chamber is not generated by a vacuum pump but rather according to the principle of a Venturi nozzle supplied with compressed air.

Die mit der erfindunsgemäßen Sauggreifeinrichtung erzielbaren Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß das bisher verwendete Vakuumventil der Sauggreifeinrichtung jetzt ohne größere Veränderungen auch für eine wahlweise Verwendung in Verbindung mit einer mit Druckluft versorgten Venturidüse zur Verfügung steht. DabeiThe advantages that can be achieved with the suction gripping device according to the invention are essentially that the vacuum valve of the suction gripping device that was previously used is now also available for optional use in conjunction with a Venturi nozzle supplied with compressed air without any major changes.

ist wesentlich, daß die den Druckfühler des Druckschalters beeinflußende Feder auf eine Schaltdruckgröße kalibiert werden kann, mit welcher der Greifzustand des Saugnapfes entsprechend präzise nur dann erfaßt wird, wenn sein mit dem Saugluftkanal verbundener Innenraum bei der Anlage des Saugnapfes an einem zu manipulierenden Werkstück abgedeckt ist und dabei dann unter Mitwirkung der Membrane die Bewegung des Druckfühlers für eine Druckanzeige gesteuert wird.It is essential that the spring influencing the pressure sensor of the pressure switch can be calibrated to a switching pressure value with which the gripping state of the suction cup is detected with corresponding precision only when its interior, which is connected to the suction air channel, is covered when the suction cup is placed on a workpiece to be manipulated and the movement of the pressure sensor for a pressure display is then controlled with the cooperation of the membrane.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Sauggreifeinrichtung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigtAn embodiment of the suction gripping device according to the invention is shown schematically in the drawing and is explained in more detail below. It shows

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Vakuumventils der Sauggreifeinrichtung undFig. 1 a sectional view of the vacuum valve of the suction gripping device and

Fig. 2 eine weitere Schnittdarstellung des Vakummventils in einer zu der Venturidüse versetzten Schnittebene.Fig. 2 shows another sectional view of the vacuum valve in a cutting plane offset from the Venturi nozzle.

Das in der Zeichnung geschnitten dargestellte Vakuumventil der Sauggreifeinrichtung ist mit einem Ventilgehäuse 1 ausgebildet, das an einer Bohrung 2 mit einem Anschlußgewinde 3 für einen Druckluftanschluß versehen ist. In diese Bohrung 2, die mit verschiedenen Durchmessern ausgebildet ist, ist ein zweiteiliger Rohrkörper eingesetzt, mit welchem eine integrierte Venturidüse ausgebildet ist. Der eine Teil 4 dieses eingesetzten Rohrkörpers bildet dabei eine sog. Strahldüse, die im Zusammenwirken mit der mit dem zweiten Rohrkörperteil 5 ausgebildeten Fangdüse die für eine Venturidüse kennzeichnende Engstelle 6 ergibt, an welcher somit die in die Bohrung 2 zugeführte Druckluft eine Druckerniedrigung erfährt, deren Größe abhängig ist im wesentlichen von demThe vacuum valve of the suction gripping device shown in section in the drawing is designed with a valve housing 1, which is provided with a connection thread 3 for a compressed air connection on a bore 2. A two-part tubular body is inserted into this bore 2, which is designed with different diameters, with which an integrated Venturi nozzle is formed. One part 4 of this inserted tubular body forms a so-called jet nozzle, which in conjunction with the catcher nozzle formed with the second tubular body part 5 results in the narrow point 6 characteristic of a Venturi nozzle, at which the compressed air fed into the bore 2 thus experiences a pressure reduction, the size of which depends essentially on the

Einlaufquerschnitt der Strahldüse 4 im Verhältnis zu dem Querschnitt der Engstelle 6 und dem Auslaufquerschnitt der Fangdüse 5 im Verhältnis zu der Durchflußmenge bzw. der Durchflußgeschwindigkeit der Druckluft durch die gesamte Düsenanordnung.Inlet cross-section of the jet nozzle 4 in relation to the cross-section of the constriction 6 and the outlet cross-section of the collecting nozzle 5 in relation to the flow rate or the flow rate of the compressed air through the entire nozzle arrangement.

An der Engstelle 6 der Venturidüse besteht nun eine Anschlußverbindung an eine Arbeitskammer 7 des Vakuumventils, an welche auch ein die Verbindung mit dem Innenraum eines gummielastischen Saugnapfes herstellender Saugluftkanal mit einer Anschlußmündung 8 angeschlossen ist. Die Arbeitskammer 7 ist mit einer zu der Bohrung 2 quer verlaufenden Gehäusebohrung ausgebildet, die an ihren beiden den größeren Durchmessen* aufweisenden Enden mit zwei Schraubteilen 9 und 10 luftdicht verschlossen ist. Mit dem einen Schraubteil 9 ist ein Druckschalter 11 montiert, dessen in der Arbeitskammer 7 angeordneter Druckfühler 12 tellerförmig ausgebildet und durch eine Feder 13 in eine Anlagestellung an einem in die Arbeitskammer vorstehenden Gehäuseteil vorgespannt wird. Der Druckfühler 12 ist über einen Stift 14 mit einer Stützscheibe 15 für eine gummielastische Membrane 16 verbunden, die unter Zwischenfügung einer Dichtscheibe 17 mittels des anderen Schraubteils 10 an dem Ventilgehäuse 1 randseitig eingespannt ist. Die Membrane 16 ist damit auf ihrer einen Seite dem Saugdruck ausgesetzt, der in der Arbeitskammer 7 über den Anschluß der Engstelle 6 der Venturidüse erzeugt wird, sobald der Anschluß der Druckluft an die Bohrung 2 eingeschaltet wird. Auf der anderen Seite ist die Membrane 16 dem Umgebungsdruck ausgesetzt, der über eine mittige Öffnung 18 des Schraubteils 10 zugeleitet wird.At the narrow point 6 of the Venturi nozzle there is now a connection to a working chamber 7 of the vacuum valve, to which a suction air channel with a connection opening 8 is also connected, establishing the connection to the interior of a rubber-elastic suction cup. The working chamber 7 is designed with a housing bore running transversely to the bore 2, which is hermetically sealed at its two ends with the larger diameter* by two screw parts 9 and 10. A pressure switch 11 is mounted with the one screw part 9, the pressure sensor 12 of which is arranged in the working chamber 7 and is plate-shaped and pre-tensioned by a spring 13 into a contact position on a housing part protruding into the working chamber. The pressure sensor 12 is connected via a pin 14 to a support disk 15 for a rubber-elastic membrane 16, which is clamped to the edge of the valve housing 1 by means of the other screw part 10 with the interposition of a sealing disk 17. The membrane 16 is thus exposed on one side to the suction pressure that is generated in the working chamber 7 via the connection of the constriction 6 of the Venturi nozzle as soon as the compressed air connection to the bore 2 is switched on. On the other side, the membrane 16 is exposed to the ambient pressure, which is fed in via a central opening 18 of the screw part 10.

Aus der vorbeschriebenen Anordnung ist somit ableitbar, daß die den Druckfühler 12 des Druckschalters 11 beaufschlagende Feder 13 dem Saugdruck entgegenwirkt, der in der Arbeitskammer 7 unterFrom the arrangement described above, it can be deduced that the spring 13 acting on the pressure sensor 12 of the pressure switch 11 counters the suction pressure which is in the working chamber 7 under

Vermittlung der Engstelle 6 der Venturidüse 4, 5 erzeugt wird. Durch die Verbindung des Druckfühlers 12 mit der Membrane 16 ergibt andererseits der Umgebungsdruck eine die Kraft der Feder 13 somit ergänzende Schaltgröße für die Ansprechempfindlichkeit des Druckschalters 11, die auf den in der Arbeitskammer 7 erzeugten Saugdruck bezogen wird. Solange nun der Innenraum des Saugnapfes nicht mit einem mit der Sauggreifeinrichtung zu manipulierenden Werkstück abgedeckt wird, findet keine mit der Membrane 16 gesteuerte Bewegung des Druckfühlers 12 statt, weil dann der unter Vermittlung der Engstelle 6 der Venturidüse an die Arbeitskammer 7 vermittelte Saugdruck über die Anschlußmündung 8 des angeschlossenen Saugluftkanals nach außen entweichen kann. Sobald aber der Innenraum des Saugnapfes eine Abdeckung mit einem Werkstück erfährt, kann sich dann in der Arbeitskammer 7 ein Unterdruck aufbauen, der letztlich eine Größe erreicht, die zum Greifen des Saugnapfes ausreicht. Wenn nun die Feder 13 entsprechend kalibriert ist, wird dann also auch unter Vermittlung der Membrane 16 der Druckfühler 12 des Druckschalters 11 bewegt, sodaß dann mit dieser Bewegung auch der Druckschalter 11 für die Vermittlung einer geeigneten Anzeige betätigt werden kann.The pressure is generated by the constriction 6 of the Venturi nozzle 4, 5. On the other hand, by connecting the pressure sensor 12 to the membrane 16, the ambient pressure produces a switching variable for the response sensitivity of the pressure switch 11, which supplements the force of the spring 13 and is related to the suction pressure generated in the working chamber 7. As long as the interior of the suction cup is not covered with a workpiece to be manipulated with the suction gripping device, no movement of the pressure sensor 12 controlled by the membrane 16 takes place, because the suction pressure transmitted to the working chamber 7 via the constriction 6 of the Venturi nozzle can then escape to the outside via the connection opening 8 of the connected suction air channel. However, as soon as the interior of the suction cup is covered with a workpiece, a negative pressure can build up in the working chamber 7, which ultimately reaches a level sufficient to grip the suction cup. If the spring 13 is calibrated accordingly, the pressure sensor 12 of the pressure switch 11 is then also moved via the membrane 16, so that the pressure switch 11 can then also be actuated with this movement to provide a suitable indication.

Claims

Expectations

1. Suction gripping device for lifting and holding workpieces, in particular flat piece goods, with a vacuum valve, which has a working chamber for a pressure switch, the pressure sensor of which is pre-tensioned by a spring against the suction pressure generated in the working chamber, which is fed to the interior of a rubber-elastic suction cup via a suction air channel branched off from the working chamber and counteracts the ambient pressure on a membrane connected to the pressure sensor,

characterized in that the constriction of a Venturi nozzle supplied with compressed air, intended for generating the suction pressure, is connected to the working chamber of the vacuum valve upstream of the connection opening of the suction air channel.

2. Suction gripping device according to claim 1,

characterized in that the Venturi nozzle is designed with a bore in the valve housing crossing the working chamber.

...21...21

3. Suction gripping device according to claim 1,

characterized in that the Venturi nozzle is designed with a tubular body which is inserted into a bore of the valve housing which crosses the working chamber.

4. Suction gripping device according to claim 3,

characterized in that the tubular body intended for forming the Venturi nozzle is designed in two parts with a first jet nozzle intended for the compressed air connection and a second collecting nozzle intended for forming the constriction.

5. Suction gripping device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the axis of the suction air channel crosses the axis of the Venturi nozzle at a right angle at its connection opening to the working chamber of the vacuum valve, which is axially aligned with the narrow point of the Venturi nozzle.