EP1212535B1

EP1212535B1 - Vakuumerzeugervorrichtung

Info

Publication number: EP1212535B1
Application number: EP01957838A
Authority: EP
Inventors: Jürgen Schnatterer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2000-07-07
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2021-06-11
Also published as: ATE416315T1; WO2002004818A1; DE20011839U1; JP2004502905A; US6729852B2; EP1212535A1; DE50114542D1; US20020114705A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumerzeugervorrichtung, die nach dem sogenannten Ejektorprinzip arbeitet und dazu dient, in einem beispielsweise von einem Saugnapf oder von einem Saugteller begrenzten Raum zur Handhabung von Gegenständen einen Unterdruck zu erzeugen und den Unterdruck bei Bedarf durch einen Überdruckimpuls gezielt abzubauen.
Eine aus dem deutschen Gebrauchsmuster 29903330 bekannte Vakuumerzeugervorrichtung verfügt über ein Gehäuse mit an einander entgegengesetzten Einlass- und Saugseiten angeordneten Einlass- und Sauganschlüssen, wobei im Gehäuse eine zwischen die Anschlüsse zwischengeschaltete und in Querrichtung orientierte Saugdüseneinrichtung untergebracht ist, die am Sauganschluss eine Saugwirkung hervorrufen kann. Während des Saugbetriebes wird ein Druckspeicher gefüllt, der zum Belüften des zu evakuierenden Raumes einen Überdruckimpuls liefern kann, wobei zur Steuerung des Überdruckimpulses ein in Verlängerung der Saugdüseneinrichtung angeordnetes Ventil herangezogen wird, das als Bestandteil einer Luftspareinrichtung ausgeführt ist.
Die bekannte Vorrichtung verfügt über einen relativ voluminösen Aufbau. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vakuumerzeugervorrichtung zu schaffen, die sich mit wesentlich kompakteren Abmessungen realisieren lässt, um eine Installation auf engstem Raum zu begünstigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vakuumerzeugervorrichtung vorgesehen, mit einem Gehäuse, das an einer Einlassseite einen zur Einspeisung eines fluidischen Druckmediums dienenden Einlassanschluss aufweist und an einer der Einlassseite entgegengesetzten Saugseite einen mit einem zu evakuierenden Raum verbindbaren oder verbundenen Sauganschluss besitzt, mit einer im Gehäuse angeordneten, sich mit gleicher Richtung wie eine zwischen dem Einlassanschluss und dem Sauganschluss verlaufende gedachte lineare Verbindungslinie erstreckenden länglichen Saugdüseneinrichtung, deren gleichgerichtet wie der Einlassanschluss orientierte Zuströmöffnung mit dem Einlassanschluss und deren Saugöffnung mit dem Sauganschluss verbunden ist, und deren Ausströmöffnung mit einem Auslass in Verbindung steht, der sich an einer quer zu der gedachten Verbindungslinie und zugleich quer zur Längserstreckung der Saugdüseneinrichtung orientierten Auslassseite des Gehäuses befindet, und mit einer im Gehäuse längsseits neben der Saugdüseneinrichtung mit gleicher Ausrichtung wie diese angeordneten länglichen Überdruckimpulseinrichtung zur Erzeugung eines fluidischen Überdruckimpulses für den zu evakuierenden Raum, die ein mit einem Druckspeicher kombiniertes Wechselventil enthält, das eine mit dem Einlassanschluss verbundene erste Ventilöffnung und eine mit dem Sauganschluss verbundene zweite Ventilöffnung aufweist, und dessen Ventilglied in Abhängigkeit von der an ihm anliegenden Druckdifferenz so gesteuert wird, dass der Druckspeicher entweder mit der ersten oder mit der zweiten Ventilöffnung in Fluidverbindung steht.
Auf diese Weise ergibt sich eine Vakuumerzeugervorrichtung, die sich in sehr schlanker, kompakter Bauweise realisieren läst. Der Einlassanschluss und der Sauganschluss liegen sich auf einander entgegengesetzten Gehäuseseiten gegenüber, wobei die Saugdüseneinrichtung und die Überdruckimpulseinrichtung mit gleicher Ausrichtung wie eine den Einlassanschluss und den Sauganschluss verbindende gedachte Verbindungslinie längsseits nebeneinanderliegend im Gehäuse untergebracht sind. Da die dementsprechend platzierte Überdruckimpulseinrichtung auch den Druckspeicher enthält, kann auf externe Druckspeichermaßnahmen verzichtet werden, und sämtliche Komponenten sind auf kleinstem Bauraum zusammengefasst. In Verbindung mit dem insgesamt geradlinigen Aufbau der Vakuumerzeugervorrichtung ergibt sich auch ein guter Wirkungsgrad mit geringen Strömungsumlenkungen. Bei alledem zeichnet sich die Vakuumerzeugervorrichtung durch einen bei Bedarf sehr raschen Unterdruckabbau im zu evakuierenden Raum aus, da der sich im Druckspeicher aufbauende Überdruck bei einer Unterbrechung der Druckmediumversorgung auf Grund der daraus resultierenden Änderung der Druckverhältnisse ein selbsttätiges Umschalten des Wechselventils hervorrufen kann, so dass das bis dahin gespeicherte Druckmedium zum Sauganschluss strömen und eine kurzfristige Überdruckbildung im zu evakuierenden Raum bewirken kann. Dieser Überdruckimpuls kann im Zusammenhang mit Handhabungseinrichtungen einen Abwurfimpuls darstellen, der ein quasi schlagartiges Ablösen eines bis dahin noch anhaftenden Gegenstandes zur Folge hat.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Zweckmäßigerweise sind der Einlassanschluss und der Sauganschluss derart an der Einlass- bzw. Saugseite platziert, dass ihre Längsachsen zusammenfallen und auf der gedachten Verbindungslinie liegen.
Die platzsparende Nebeneinanderanordnung mehrerer Vakuumerzeugervorrichtungen wird begünstigt, wenn das Gehäuse eine längliche Gestalt hat, wobei die Einlassseite und die Saugseite von den beiden Stirnseiten des Gehäuses und die Auslassseite von einer seitwärts orientieren Längsseite des Gehäuses gebildet sind. Bevorzugt fällt die gedachte Verbindungslinie mit der Längsachse des Gehäuses zusammen oder verläuft zumindest parallel zu dieser.
Es ist des weiteren von Vorteil, wenn die Saugdüseneinrichtung und die Überdruckimpulseinrichtung mit zueinander parallelen Längsseiten längsseits nebeneinander angeordnet sind. Ihre Baulängen stimmen zweckmäßigerweise zumindest im wesentlichen überein, und sie befinden sich insbesondere auf gleicher Höhe mit Bezug zur Längsrichtung des Gehäuses.
Die Installation der Saugdüseneinrichtung und der Überdruckimpulseinrichtung gestaltet sich besonders einfach, wenn die zugehörigen Komponenten in zwei längsseits nebeneinanderliegend angeordneten Aufnahmen des Gehäuses untergebracht sind. Dabei können eine oder beide Einrichtungen als patronenartige Baueinheiten ausgebildet sein, die sich zweckmäßigerweise von einer stirnseitigen Öffnung her in zugehörige Aufnahmen des Gehäuses einsetzen lassen.
Zur Verbindung mit weiterführenden Fluidleitungen sind der Einlassanschluss oder der Auslassanschluss insbesondere mit Steckverbindungseinrichtungen ausgestattet, die ein Anschließen von Fluidleitungen im Rahmen einer Steckmontage gestatten.
Je nach Anwendungsfall können verschiedene Zeiträume gewünscht sein, um einen evakuierten Raum mit dem gewünschten Überdruck zu belüften. Um auf diesen Belüftungszeitraum einen Einfluss ausüben zu können, kann in die Verbindung zwischen der zweiten Ventilöffnung des Wechselventils und dem Sauganschluss eine hinsichtlich der bewirkenden Drosselungsintensität variabel einstellbare Drosseleinrichtung zwischengeschaltet sein.
Bei einer besonders zweckmäßigen und kompakten Ausführungsform der Überdruckimpulseinrichtung befindet sich das bewegliche Ventilglied zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Ventilöffnungen, wobei die zweite Ventilöffnung von der Mündung eines Rohrkörpers gebildet und durch den Rohrkörper hindurch mit dem Sauganschluss verbunden ist und wobei der Druckspeicher von einem den Rohrkörper umschließenden Ringraum gebildet ist. Auf diese Weise ergibt sich eine sehr platzsparende und kompakte Kombination zwischen dem Wechselventil und dem Druckspeicher.
Besonders vorteilhaft in diesem Zusammenhang ist ein topfartiger Aufbau des Ventilgliedes, mit einem geschlossenen Boden und einer eine biegeelastische Dichtlippe bildenden umlaufenden Seitenwand, wobei der Boden als Verschlusspartie für die zweite Ventilöffnung dient und wobei die Dichtlippe gegen die Innenfläche eines die erste Ventilöffnung mit dem Druckspeicher verbindenden Übergangsraumes vorgespannt ist und dabei in Richtung zum Druckspeicher ragt, so dass sie von dem über die erste Ventilöffnung zuströmenden, unter Betriebsdruck stehenden Druckmedium nach innen umgebogen werden kann und am Ventilglied vorbei ein Befüllen des Druckspeichers stattfindet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1: eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumerzeugervorrichtung im Längschnitt,
Fig. 2: einen Ausschnitt der Vakuumerzeugervorrichtung aus Fig. 1 bei eine andere Schaltstellung einnehmendem Ventilglied des Wechselventils und
Fig. 3: das Schaltbild der Vakuumerzeugervorrichtung gemäß Fig. 1 und 2.

Die in der Zeichnung dargestellte Vakuumerzeugervorrichtung 1 verfügt über ein längliches Gehäuse 2 mit bevorzugt quaderförmiger Außenkontur. Die Querschnittskontur des Ausführungbeispiels ist rechteckförmig gehalten, wobei die aus Fig. 1 hervorgehende Schnittebene parallel zu den großflächigen Seitenflächen des Gehäuses 2 verläuft. Alternativ wäre auch eine runde Querschnittskontur möglich mit einem außen zylindrisch gestalteten Gehäuse 2.
Die Längsachse des Gehäuses 2 ist strichpunktiert bei 3 angedeutet.
An einer der axial orientierten Stirnseiten des Gehäuses 2 ist ein Einlassanschluss 4 vorgesehen, weshalb die betreffende Stirnseite als Einlassseite 5 bezeichnet wird. Die axial entgegengesetzte Stirnseite des Gehäuses 2 ist mit einem Sauganschluss 6 ausgestattet und wird daher als Saugseite 7 bezeichnet.
Jeder der beiden Anschlüsse 4, 6 ist mit einer Steckverbindungseinrichtung 8 ausgestattet, die jeweils ein fluiddichtes und vorzugsweise lösbares Anschließen einer lediglich in Fig. 3 angedeuteten weiterführenden ersten bzw. zweiten Fluidleitung 12, 13 gestattet. Über die erste Fluidleitung 12 ist eine Verbindung des Einlassanschlusses 4 mit einer Druckmediumquelle P herstellbar, bei der es sich insbesondere um eine Druckluftquelle handelt. Die zweite Fluidleitung 13 ermöglicht die Verbindung des Sauganschlusses 6 mit einem zu evakuierenden Raum 14. Letzterer befindet sich beim Ausführungsbeispiel im Innern eines beispielsweise von einem Saugnapf oder einem Saugteller gebildeten Sauggreifers 15 einer Vakuum-Handhabungseinrichtung. Der Sauggreifer 15 lässt sich mit seiner offenen Seite voraus an einem handzuhabenden Gegenstand ansetzen, wonach der zum einen vom Sauggreifer 15 und zum anderen vom betreffenden Gegenstand begrenzte Raum 14 mittels der Vakuumerzeugervorrichtung 1 evakuiert werden kann, um ein unterdruckbedingtes Anhaften des Gegenstandes an dem Sauggreifer 15 zu bewirken. Der Gegenstand kann nun durch entsprechende Positionierung des Sauggreifers 15 beispielsweise angehoben, transportiert und wieder abgelegt werden. Zum Lösen des Gegenstandes wird der zuvor evakuierte Raum 14 belüftet.
Die zum Evakuieren des Raumes 14 erforderliche Absaugwirkung wird durch eine in das Gehäuse 2 integrierte Saugdüseneinrichtung 16 erzeugt. Sie hat, wie aus Fig. 1 hervorgeht, eine längliche Gestalt und ist derart ausgerichtet, dass ihre Längsachse 17 die gleiche Richtung hat wie eine den Einlassanschluss 4 mit dem Sauganschluss 6 linear verbindende, gedachte Verbindungslinie 18. Letztere fällt beim Ausführungsbeispiel mit der Längsachse 3 des Gehäuses 2 zusammen, die gleichzeitig die Längsachsen 22, 23 des Einlassanschlusses 4 und des Sauganschlusses 6 beinhaltet. Letztere geben gleichzeitig die Montagerichtung der anzuschließenden Fluidleitungen 12, 13 sowie die Strömungsrichtung des durch den betreffenden Anschluss hindurchströmenden Druckmediums wieder.
Die Saugdüseneinrichtung 16 verfügt über eine in die gleiche Richtung wie der Einlassanschluss 4 weisende Zuströmöffnung 24, die über einen im Innern des Gehäuses 2 verlaufenden ersten Zuströmkanal 25a in ständiger Verbindung mit dem Einlassanschluss 4 steht. Die Zuströmöffnung 24 befindet sich am vorderen stirnseitigen Endbereich 26a der Saugdüseneinrichtung 16.
Die Saugdüseneinrichtung 16 enthält des weiteren eine am axial entgegengesetzten rückwärtigen stirnseitigen Endbereich 26b vorgesehene Saugöffnung 27, die die gleiche Ausrichtung wie der Sauganschluss 6 besitzt. Sie steht über einen im Gehäuse 2 verlaufenden Saugkanal 28 mit dem Sauganschluss 6 in Verbindung.
Schließlich verfügt die Saugdüseneinrichtung 16 noch über eine Ausströmöffnung 32, die mit einem zur Außenfläche des Gehäuses 2 ausmündenden und somit zur Atmosphäre führenden Auslass 33 des Gehäuses 2 verbunden ist. Die entsprechende Auslassseite 34 des Gehäuses 2 ist quer und vorzugsweise rechtwinkelig zu der gedachten Verbindungslinie 18 und zugleich quer zur Längsachse 17 der Saugdüseneinrichtung 16 orientiert. Beim Ausführungsbeispiel ist sie von einer sich zwischen den beiden Stirnseiten erstreckenden Längsseite des Gehäuses 2 gebildet.
Im Innern des Gehäuses 2 ist längsseits neben der Saugdüseneinrichtung 16 mit im Vergleich zu dieser übereinstimmender Ausrichtung eine ebenfalls längliche Gestalt aufweisende Überdruckimpulseinrichtung 35 untergebracht. Sie ermöglicht die bedarfsgemäße Erzeugung eines fluidischen Überdruckimpulses für den zu evakuierenden Raum 14.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Baulänge der Überdruckimpulseinrichtung 35 mit derjenigen der Saugdüseneinrichtung 16 zweckmäßigerweise identisch. Mit Bezug auf die Längsachse 3 liegen die beiden Einrichtungen 16, 35 ferner auf gleicher Höhe. Hinzu kommt, dass die Längsachse 36 der Überdruckimpulseinrichtung 35 bevorzugt parallel zur Längsachse 17 der Saugdüseneinrichtung 16 verläuft.
Die Überdruckimpulseinrichtung 35 enthält ein mit einem Druckspeicher 37 kombiniertes Wechselventil 38. Dabei steht eine an dem der Einlassseite 5 zugewandten vorderen Endbereich 42a der Überdruckimpulseinrichtung 35 vorgesehene erste Ventilöffnung 43 über einen zweiten Zuströmkanal 25b mit dem Einlassanschluss 4 in Verbindung. Hierzu können die beiden Zuströmkanäle 25a, 25b zumindest partiell zusammenfallen.
Eine der ersten Ventilöffnung 43 in Richtung der Längsachse 36 mit Abstand gegenüberliegende zweite Ventilöffnung 44 des Wechselventils 38 steht über einen ebenfalls im Innern des Gehäuses 2 verlaufenden Impulskanal 45 mit dem Sauganschluss 6 in Verbindung. Der Impulskanal 45 und der Saugkanal 28 können zumindest partiell ebenfalls von einem gemeinsamen Fluidkanal gebildet sein.
Zwischen den beiden Ventilöffnungen 43, 44 befindet sich ein als Übergangsraum 46 bezeichneter Zwischenraum, in dem sich das Ventilglied 47 des Wechselventils 38 befindet. Dieses ist zwischen einer die zweite Ventilöffnung 44 freigebenden Offenstellung und einer die zweite Ventilöffnung 44 dicht verschließenden Schließstellung bewegbar. Die Offenstellung des Ventilgliedes 47 ist aus Fig. 1 sowie in durchgezogenen Linien aus Fig. 3 ersichtlich. Die Schließstellung ergibt sich aus Fig. 2 sowie aus der strichpunktierten Darstellung der Fig. 3. Die Bewegungsrichtung des Ventilgliedes 47 fällt mit der Ausrichtung der Längsachse 36 zusammen.
Eine dritte Ventilöffnung 48 des Wechselventils 38 steht mit dem in das Gehäuse 2 integrierten Druckspeicher 37 in Verbindung. Beim Ausführungsbeispiel ist die dritte Ventilöffnung 48 von dem Übergangsraum 46 gebildet.
Bei dem besonders kompakten Ausführungsbeispiel ist die zweite Ventilöffnung 44 von der stirnseitigen Mündung eines parallel zu der gedachten Verbindungslinie 18 verlaufenden Rohrkörpers 52 gebildet, dessen Rohrkanal zu dem Impulskanal 45 gehört und um den herum sich ein Ringraum 53 erstreckt, der den Druckspeicher 37 bildet. Der Übergangsraum 46 schließt sich dabei unmittelbar an den Ringraum 53 an. Die den Ringraum 53 und den Übergangsraum 46 umfangsseitig begrenzenden und einheitlich mit Bezugsziffer 54 versehenen Begrenzungsflächen gehen dabei zweckmäßigerweise unmittelbar ineinander über.
Das bevorzugt zum Einsatz kommende Ventilglied 47 verfügt über eine integrierte Rückschlagfunktion. Es hat gemäß Fig. 1 und 2 einen topfartigen Aufbau mit einem sich rechtwinkelig zu der Längsachse 36 erstreckenden Boden 55 und einer vom Rand des Bodens in Richtung zum Druckspeicher 37 wegragenden umlaufenden Seitenwand, die als radial biegeelastisch verformbare Dichtlippe 56 ausgebildet ist. Die Dichtlippe 56 liegt in der aus Fig. 1 hervorgehenden Grundstellung an der zugeordneten Begrenzungsfläche 54 an, wobei auch schon zweckmäßigerweise ohne fluidische Druckbeaufschlagung eine gewisse radiale Vorspannung gegeben ist.
Nachstehend wird eine bevorzugte Arbeitsweise der Vakuumerzeugervorrichtung erläutert.
Nachdem der zu evakuierende Raum 14 durch Ansetzen des Sauggreifers 15 an einem handzuhabenden Gegenstand ringsum verschlossen ist, erfolgt durch den Einlassanschluss 4 hindurch die Einspeisung eines unter einem Betriebsdruck stehenden Druckmediums. Diese Einspeisung kann durch ein in Fig. 3 strichpunktiert angedeutetes Steuerventil 57 hervorgerufen werden, das in die Verbindung zwischen der Druckmediumquelle und dem Einlassanschluss 4 zwischengeschaltet ist. Exemplarisch ist ein als 3/2-Wegeventil ausgebildetes Steuerventil 57 angedeutet, das über zwei mögliche schaltstellungen verfügt, wobei es entweder die Verbindung zwischen der Druckmediumquelle P und dem Einlassanschluss 4 freigibt oder eine Unterbrechung der Verbindung bewirkt, bei gleichzeitiger Herstellung einer Verbindung zwischen dem Einlassanschluss 4 und der Atmosphäre R. Alternativ wäre auch ein einfacheres 2/2-Wegeventil zum wahlweisen Freigeben oder Unterbrechen der Verbindung ohne gleichzeitige Entlüftung möglich.
Wenn also durch entsprechende Aktivierung des Steuerventils 57 - je nach Bauform kann dies manuell oder elektrisch geschehen - Druckluft über den Einlassanschluss 4 in das Gehäuse 2 einströmt, gelangt diese parallel sowohl zur Zuströmöffnung 24 der Saugdüseneinrichtung 16 als auch zur ersten Ventilöffnung 43 der zur Saugdüseneinrichtung 16 parallelgeschalteten Überdruckimpulseinrichtung 35.
Das Druckmedium durchströmt die Saugdüseneinrichtung 16, wobei es zunächst durch einen Strahldüsenkanal 58 hindurchtritt, in dem es auf Überschall beschleunigt wird, um anschließend, nach Überbrückung eines Zwischenraumes 59, in einen Fangdüsenkanal 60 einzutreten, der zur Ausströmöffnung 32 führt. Von dort strömt das Druckmedium über den Auslass 33 ins Freie.
Die Strömungsrichtung des Druckmediums innerhalb der Saugdüseneinrichtung 16 verläuft bis zur Ausströmöffnung 32 etwa parallel zu der gedachten Verbindungslinie 18. Im Anschluss an die Ausströmöffnung 32 wird das Druckmedium durch eine Umlenkwand 62 der Saugdüseneinrichtung 16 zur Seite hin umgelenkt, so dass es letztlich quer zu der gedachten Verbindungslinie 18 aus dem Gehäuse 2 austritt.
Der Strahldüsenkanal 58 bildet zusammen mit dem Fangdüsenkanal 60 eine Ejektoreinrichtung, die durch das hindurchströmende Druckmedium im Zwischenraum 59 eine Absaugwirkung hervorruft. Da der Zwischenraum 59 über einen internen Verbindungskanal 63 der Saugdüseneinrichtung 16 mit der Saugöffnung 27 kommuniziert, erfolgt somit ein Absaugen des zu evakuierenden Raumes 14, in dem sich daher allmählich ein zunehmender Unterdruck einstellt.
Der interne Verbindungskanal 63 ist längsseits am Fangdüsenkanal 60 vorbeigeführt, was eine einfache Möglichkeit eröffnet, die Zuströmöffnung 24 und die Saugöffnung 27 an einander entgegengesetzten Endbereichen 26a, 26b der Saugdüseneinrichtung 16 vorzusehen.
Das eingespeiste Druckmedium beaufschlagt über die erste Ventilöffnung 43 eine vom Boden 55 gebildete und sowohl von der zweiten Ventilöffnung 44 als auch vom Druckspeicher 37 wegweisende erste Beaufschlagungsfläche 64 des Ventilgliedes 47. Letzteres wird dadurch in die aus Fig. 2 hervorgehende Schließstellung verlagert, wobei es die zweite Ventilöffnung 44 absperrt. Gleichzeitig bewirkt das Druckmedium ein Verbiegen der Dichtlippe 56 nach radial innen, so dass diese gemäß Fig. 2 von der zugeordneten Begrenzungsfläche 54 abgehoben wird und das Druckmedium, am Außenumfang des Ventilgliedes 47 vorbei, in den Ringraum 53 des Druckspeichers 37 einströmen kann. Der Druckspeicher 37 wird infolgedessen mit Druckmedium gefüllt, bis ein dem Betätigungsdruck entsprechender Speicherdruck vorliegt. Das Ventilglied 47 verharrt dabei in der Schließstellung.
Soll zu gegebener Zeit der in dem Raum 14 herrschende Unterdruck abgebaut werden, ist lediglich das Steuerventil 57 umzuschalten, so dass der Einlassanschluss 4 entlüftet wird. Mangels hindurchströmendem Druckmedium wird dann die Absaugwirkung der Saugdüseneinrichtung 16 unterbrochen. Gleichzeitig verlagert sich das Ventilglied 47 auf Grund der veränderten Druckverhältnisse in die aus Fig. 1 hervorgehende Offenstellung, wobei es die Verbindung zwischen der zweiten Ventilöffnung 44 und dem Druckspeicher 37 freigibt. Die Verlagerung in die Offenstellung wird dadurch bewirkt, dass die in Schließrichtung wirkende Kraft geringer ist als die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft. Die in Schließrichtung wirkende Kraft wird bestimmt durch den auf die erste Beaufschlagungsfläche 64 einwirkenden Überdruck sowie den Unterdruck, der über die zweite Ventilöffnung 44 auf die diese überdeckende zweite Beaufschlagungsfläche 65 des Ventilgliedes 47 einwirkt. Die in Öffnungsrichtung wirkende Kraft wird bestimmt durch die dem Ringraum 53 zugewandte ringförmige dritte Beaufschlagungsfläche 66 des Ventilgliedes 47 in Verbindung mit dem in dem Ringraum 53 herrschenden Überdruck.
Ein Ausströmen von Druckmedium aus dem Druckspeicher 37 zum Einlassanschluss 4 wird durch die Rückschlagfunktion der Dichtlippe 56 verhindert, die durch die Druckdifferenz gegen die zugeordnete Begrenzungsfläche 54 angedrückt wird.
Ein vergleichbarer Überdruckimpuls stellt sich ein, wenn ein Steuerventil 57 ohne Entlüftungsfunktion verwendet wird. Der Druckabfall im Bereich der ersten Beaufschlagungsfläche 64 resultiert dann ausschließlich aus der Verbindung der ersten Ventilöffnung 43 mit dem zur Atmosphäre offenen Auslass 33 über die Saugdüseneinrichtung 16 hinweg.
Verglichen mit einer Vakuumerzeugervorrichtung 1 ohne Überdruckimpulseinrichtung 35, ergibt sich ein wesentlich schnellerer Druckaufbau im evakuierten Raum 14, so dass ein zuvor angesaugter Gegenstand wesentlich schneller abgeworfen wird. Der Überdruckimpuls kann daher auch als Abwurfimpuls bezeichnet werden.
Bei Bedarf kann in die Verbindung zwischen der zweiten Ventilöffnung 44 und dem Sauganschluss 6 eine in Fig. 1 und 3 strichpunktiert angedeutete Drosselungseinrichtung 67 eingeschaltet werden, die in der erzeugten Drosselungsintensität variabel einstellbar ist, um auf diese Weise die Intensität des Überdruckimpulses bzw. die Geschwindigkeit des Druckaufbaus im zuvor evakuierten Raum 14 nach Bedarf anzupassen.
Die Vakuumerzeugervorrichtung 1 verfügt beim Ausführungsbeispiel über einen besonders vorteilhaften Gehäuseaufbau. Das Gehäuse 2 ist rechtwinkelig zur Längsachse 3 quergeteilt und verfügt über ein Hauptteil 68 und ein unter Abdichtung, beispielsweise durch Ultraschallschweißen, fest damit verbundenes Deckelteil 69. Die beiden Einrichtungen 16, 35 sind vollständig im Hauptteil 68 untergebracht, das über zwei zueinander parallele Aufnahmen 70, 71 verfügt, die zum Deckelteil 69 hin offen sind und in die die Komponenten der Saugdüseneinrichtung 16 und der Überdruckimpulseinrichtung 35 vor dem Ansetzen des Deckelteils 69 eingesetzt wurden.
Die Saugdüseneinrichtung 16 verfügt über einen patronenartigen Aufbau und ist als Baueinheit in die zugeordnete Aufnahme 70 eingesetzt. Im eingesetzten Zustand kommuniziert dabei die Ausströmöffnung 32 über einen Teilbereich der Aufnahme 70 hinweg mit dem Auslass 33, der hier von einer partiellen Durchbrechung der die Aufnahme 70 begrenzenden Umfangswand gebildet ist. Die Überdruckimpulseinrichtung 35 ist so ausgeführt, dass die Begrenzungsflächen 54 unmittelbar von der Mantelfläche der zugeordneten Aufnahme 71 gebildet sind. Der Rohrkörper 72 ist Bestandteil eines Einsatzteils 74, das mit einem dem Durchmesser der Aufnahme 71 entsprechenden Halteabschnitt 75 voraus in die betreffende Aufnahme 71 eingesteckt ist, von dem der Rohrkörper 52 zur Einlassseite 5 hin wegragt. Dabei ist der Rohrkörper 52 etwas kürzer als die Aufnahme 71, so dass zwischen dem Ende des Rohrkörpers 52 und dem angesetzten Deckelteil 69 ein Abstand verbleibt, der den Übergangsraum 46 definiert, in den das Ventilglied 47 eingesetzt ist.
Sowohl die als Baueinheit ausgeführte Saugdüseneinrichtung 16 als auch das Einsatzteil 74 der Überdruckimpulseinrichtung 35 sind umfangsseitig mit Dichtungen versehen, um die notwendige Abdichtung zum Gehäuse 2 zu gewährleisten.

Claims

Vakuumerzeugervorrichtung, mit einem Gehäuse (2), das an einer Einlassseite (5) einen zur Einspeisung eines fluidischen Druckmediums dienenden Einlassanschluss (4) aufweist und an einer der Einlassseite (5) entgegengesetzten Saugseite (7) einen mit einem zu evakuierenden Raum (14) verbindbaren oder verbundenen Sauganschluss (6) besitzt, mit einer im Gehäuse (2) angeordneten, sich mit gleicher Richtung wie eine zwischen dem Einlassanschluss (4) und dem Sauganschluss (6) verlaufende gedachte lineare Verbindungslinie (18) erstreckenden länglichen Saugdüseneinrichtung (16), deren gleichgerichtet wie der Einlassanschluss (4) orientierte Zuströmöffnung (24) mit dem Einlassanschluss (4) und deren Saugöffnung (27) mit dem Sauganschluss (6) verbunden ist, und deren Ausströmöffnung (32) mit einem Auslass (33) in Verbindung steht, der sich an einer quer zu der gedachten Verbindungslinie (18) und zugleich quer zur Längserstreckung der Saugdüseneinrichtung (16) orientierten Auslassseite (34) des Gehäuses (2) befindet, und mit einer im Gehäuse (2) längsseits neben der Saugdüseneinrichtung (16) mit gleicher Ausrichtung wie diese angeordneten länglichen Überdruckimpulseinrichtung (35) zur Erzeugung eines fluidischen Überdruckimpulses für den zu evakuierenden Raum (14), die ein mit einem Druckspeicher (37) kombiniertes Wechselventil (38) enthält, das eine mit dem Einlassanschluss (4) verbundene erste Ventilöffnung (43) und eine mit dem Sauganschluss (6) verbundene zweite Ventilöffnung (44) aufweist, und dessen Ventilglied (47) in Abhängigkeit von der an ihm anliegenden Druckdifferenz so gesteuert wird, dass der Druckspeicher (37) entweder mit der ersten oder mit der zweiten Ventilöffnung (43, 44) in Fluidverbindung steht.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen (22, 23) des Einlassanschlusses (4) und des Sauganschlusses (6) zusammenfallen.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) eine längliche Gestalt hat, wobei die Einlassseite (5) und die Saugseite (7) von den beiden Stirnseiten des Gehäuses und die Auslassseite (34) von einer seitwärts orientierten Längsseite des Gehäuses (2) gebildet sind.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gedachte Verbindungslinie (18) parallel zur Längsachse (3) des Gehäuses (2) verläuft oder mit dieser zusammenfällt.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugöffnung (27) an der der Zuströmöffnung (24) entgegengesetzten Stirnseite der Saugdüseneinrichtung (16) angeordnet ist und die gleiche Orientierung wie der Sauganschluss (6) aufweist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugdüseneinrichtung (16) und die Überdruckimpulseinrichtung (35) mit zueinander parallelen Längsachsen (17, 36) längsseits nebeneinander und vorzugsweise auf gleicher axialer Höhe liegend angeordnet sind.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Baulängen der Saugdüseneinrichtung (16) und der Überdruckimpulseinrichtung (35) zumindest im wesentlichen übereinstimmen.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) über zwei längsseits nebeneinanderliegend angeordnete Aufnahmen (70, 71) verfügt, in deren einer sich die Saugdüseneinrichtung (16) und in deren anderer sich die Überdruckimpulseinrichtung (35) befindet.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugdüseneinrichtung (16) und/oder die Überdruckimpulseinrichtung (35) als patronenartige Baueinheiten ausgebildet sind.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassanschluss (4) und/oder der Sauganschluss(6) jeweils eine Steckverbindungseinrichtung (8) für eine anzuschließende Fluidleitung (12, 13) aufweisen.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindung zwischen der zweiten Ventilöffnung (44) des Wechselventils (38) und dem Sauganschluss (6) eine hinsichtlich der bewirkenden Drosselungsintensität variabel einstellbare Drosseleinrichtung (67) zwischengeschaltet ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein Steuerventil (57) zur wahlweisen Unterbrechung oder Freigabe einer Fluidverbindung zwischen dem Einlassanschluss (4) und einer das für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche Druckmedium liefernden Druckmediumquelle.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil als 2/2-Wegeventil oder als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtung des Ventilgliedes mit der Richtung der gedachten Verbindungslinie (18) zusammenfällt.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ventilöffnungen (43, 44) in Richtung der Längserstreckung der Überdruckimpulseinrichtung (35) orientiert sind.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (47) der Überdruckimpulseinrichtung (35) beweglich zwischen den beiden sich gegenüberliegenden Ventilöffnungen (43, 44) angeordnet ist, wobei die zweite Ventilöffnung (44) von der Mündung eines Rohrkörpers (52) gebildet und durch den Rohrkörper (52) hindurch mit dem Sauganschluss (6) verbunden ist und wobei der Druckspeicher (37) von einem den Rohrkörper (52) umschließenden Ringraum (53) gebildet ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilglied (47) topfartig mit einem geschlossenen Boden (55) und einer eine biegeelastische Dichtlippe (56) bildenden umlaufenden Seitenwand ausgebildet ist, wobei der Boden (55) als Verschlusspartie für die zweite Ventilöffnung (44) dient und wobei die Dichtlippe (56) in Richtung zum Druckspeicher (37) ragt und gegen die Begrenzungsfläche (54) des Ringraumes (53) und/oder eines die erste Ventilöffnung (43) mit dem Ringraum (53) verbindenden Übergangsraumes (46) andrückbar ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zu evakuierende Raum (14) von einem Saugnapf, einem Saugteller oder einem sonstigen Sauggreifer (15) einer Vakuum-Handhabungseinrichtung begrenzt ist.