EP2300721B1

EP2300721B1 - Vakuumsteuereinrichtung

Info

Publication number: EP2300721B1
Application number: EP08875028.6A
Authority: EP
Inventors: Yvonne Krehl; Wolfgang Hanold; Thorsten Canz; Dietmar Wagner; Armin Seitz
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2028-11-21
Also published as: EP2300721A1; KR101672560B1; KR20110089250A; CN102089528B; WO2010057507A1; CN102089528A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumsteuereinrichtung, mit wenigstens einer Basiseinheit zur Abgabe eines Vakuums an einen Vakuumverbraucher, wobei die Basiseinheit eine Versorgungs- und Arbeitsschnittstelle für Versorgungs- und Arbeitsanschlussmittel sowie Versorgungs- und Arbeitsanschlussmittel zur Montage daran, eine Abluftschnittstelle für eine Abluftabführeinheit sowie mindestens eine Abluftabführeinheit zur Montage daran, eine Ausblassteuerungsschnittstelle für ein Ausblassteuergerät sowie mindestens ein Ausblassteuergerät zur Montage daran, und eine Kommunikationsschnittstelle für die Kommunikation mit einer externen elektronischen Steuereinrichtung aufweist.
Eine Vakuumsteuereinrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der DE 3818380 bekannt.
Eine weitere Vakuumsteuereinrichtung dieser Art ist aus der DE 10 2004 031 924 B4 bekannt, wobei hier mehrere zu einer Baugruppe zusammengefasste, jeweils einen Ejektor enthaltende Basiseinheiten auf einer gemeinsamen als Aufnahmevorrichtung bezeichnete Verteilerplatte sitzen. Die Verteilerplatte besitzt einen einzelnen Druckluftanschluss zum Anschluss an einen externen Drucklufterzeuger, wobei die Druckluft über ein platteninternes Kanalsystem zu jeder der Basiseinheiten geführt wird, wo dann mittels eines integrierten Ejektors eine Vakuumerzeugung stattfindet. Jedem der Basiseinheiten ist ein Sauganschluss bzw. Vakuumport zugeordnet, der sich ebenfalls an der Verteilerplatte befindet. Dort können Saugleitungen, die zu einem Vakuumverbraucher führen oder Vakuumverbraucher direkt angeschlossen werden. An den Basiseinheiten, die mit ihren jeweiligen Ejektoren separate Vakuumerzeugereinheiten bilden, sitzen jeweils noch Schalldämpfer, über die dem Ejektor zugeführte Druckluft schallgedämpft in die Umgebung gelangt. Den Vakuumerzeugereinheiten ist ferner noch eine Steuereinrichtung zugeordnet, die ebenfalls auf der Verteilerplatte sitzt und die Vakuumerzeugung in den einzelnen Vakuumerzeugereinheiten sowie den Ausblasvorgang zum Zwecke des Abwurfs eines am Vakuumverbraucher angesaugten Gegenstandes steuert. Schließlich ist noch eine Elektro-Verteilerleiste zur elektrischen Kontaktierung der Vakuumerzeugereinheiten vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vakuumsteuereinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die gegenüber der eingangs erwähnten Vakuumsteuereinrichtung eine erhöhte Funktionalität und Variabilität aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Vakuumsteuereinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.
Die erfindungsgemäße Vakuumsteuereinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Sammelanschlussmittel von einer Anschlussleiste gebildet sind, die einen Versorgungsanschluss aufweist, der in ein Anschluss-Verteilerkanalsystem mündet, das mit jeder der Basiseinheiten gekoppelt ist, und mehrere, jeweils einem der Basiseinheiten zugeordnete Arbeitsanschlüsse besitzt.
Es ist also möglich, bei Bedarf mehrere Basiseinheiten zu einer Baugruppe zusammenzufassen und an den Sammelanschlussmitteln zu montieren. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Basiseinheiten räumlich getrennt voneinander jeweils an einem Einzelanschlussmittel anzuordnen. Dies ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn bei mehreren Vakuumverbrauchern der Platzbedarf nicht ausreicht, um eine eine nicht unerhebliche Baugröße aufweisende Baugruppe aus mehreren zusammengefassten Basiseinheiten einzusetzen. Selbstverständlich ist es auch möglich, neben einer Baugruppe aus mehreren zusammengefassten Basiseinheiten zusätzlich räumlich getrennt davon mehrere einzelne, jeweils an Einzelanschlussmittel montierte Basiseinheiten einzusetzen. Je nach Bedarf und Anforderung lässt sich die Vakuumssteuerungseinrichtung individuell aus verschiedenen Komponenten eines Baukastens zusammenstellen. Man ist also nicht auf den Einsatz von Sammelanschlussmittel oder von Einzelanschlussmittel festgelegt, sondern es besteht die Möglichkeit gezielt auszuwählen oder auch bei einer Baugruppe Einzel- und Sammelanschlussmittel zu kombinieren, da zur Vakuumssteuerungseinrichtung sowohl Sammel- als auch Einzelanschlussmittel gehören.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Einzelanschlussmittel als Anschlussblock mit einem Versorgungs- und einem Arbeitsanschluss und/oder als zwei einzelne Leitungsanschlusselemente zum Anschluss einer Versorgungsleitung und einer Arbeitsleitung ausgebildet. Zweckmäßigerweise gehören zur Vakuumssteuereinrichtung sowohl wenigstens ein Anschlussblock und wenigstens zwei Leistungsanschlusselemente. Auch hier besteht dann die Möglichkeit gezielt auszuwählen, also beim Einsatz dieser Einzelanschlussmittel entweder die Basiseinheit über einen Anschlussblock anzuschließen, oder die beiden Leitungsanschlusselemente zu verwenden. Die Variabilität wird hier also noch weiter erhöht.
Erfindungsgemäß sind die Sammelanschlussmittel von einer Anschlussleiste gebildet, die einen Versorgungsanschluss aufweist, der in einen Anschluss-Verteilerkanalsystem mündet, das mit jeder der Basiseinheiten gekoppelt ist, und mehrere, jeweils einem der Basiseinheiten zugeordnete Arbeitsanschlüsse besitzt.
In bevorzugter Weise weist die wenigstens eine Basiseinheit einen Ejektor zur Vakuumerzeugung an Bord der Vakuumsteuereinrichtung auf. Der Ejektor kann beispielsweise als Bestandteil einer Ejektorpatrone in einfacher Weise und schnell austauschbar in das Gehäuse der Basiseinheit integriert werden. Er erzeug Druckluft mittels einer druckluftdurchströmten Saugdüse, die nach dem Venturiprinzip Unterdruck erzeugt. Der Vorteil solcher Ejektoren ist, dass sie in der Regel dort sitzen, wo der Unterdruck benötigt wird. Es sind daher keine langen Unterdruckkanäle erforderlich, die ständig evakuiert werden müssten, so dass im Falle der Verwendung von Ejektoren der Unterdruck sofort bereit gestellt werden kann.
Alternativ oder zusätzlich ist es jedoch möglich, dass die wenigstens eine Basiseinheit derart ausgebildet ist, dass ein Betrieb ohne interne Vakuumerzeugung erfolgt, wobei an den Versorgungsanschluss ein externer Vakuumerzeuger, beispielsweise in Form einer Vakuumpumpe, anschließbar ist. Durch die Möglichkeit wenigstens einen Ejektor und/oder eine externe Vakuumerzeugung vorzusehen, wird die Variabilität der Vakuumsteuereinrichtung weiter erhöht. So ist beispielsweise eine Ausführungsform denkbar, bei der mehrere Basiseinheiten zu einer Baugruppe zusammengefasst sind und an Sammelanschlussmittel montiert sind, wobei die Basiseinheit jeweils Ejektoren aufweisen, so dass eine Vakuumerzeugung in jeder Basiseinheit unabhängig von den anderen Basiseinheiten stattfindet. Alternativ wäre es denkbar, ebenfalls Sammelanschlussmittel und mehrere zu einer Baugruppe zusammengefasste Basiseinheiten zu verwenden, diese jedoch an einen externen Vakuumerzeuger anzuschließen, wobei jedem der Basiseinheiten noch ein Steuerventil zum An- bzw. Abschalten des Vakuums zugeordnet sein kann.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die wenigstens eine Abluftabführeinheit als Schalldämpfer ausgebildet.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass wenigstens eine Abluftabführeinheit als Abluftanschluss für eine Abluftleitung ausgebildet ist. Es kann also sogenannte gefasste Abluft vorgesehen sein. Es ist beispielsweise denkbar, bei mehreren zu einer Baugruppe zusammengefassten Basiseinheiten wenigstens eine der Basiseinheiten mit einem Schalldämpfer und wenigstens einer der Basiseinheiten mit gefasster Abluft auszubilden. Zweckmäßigerweise besitzt die Vakuumssteuereinrichtung sowohl wenigstens einen Schalldämpfer und wenigstens einen Abluftanschluss, so dass auch hier gezielt ausgewählt oder kombiniert werden kann.
Bevorzugterweise ist das wenigstens eine Ausblassteuergerät als Ausblasventil ausgebildet, das zwischen einer einem Saugbetrieb der Vakuumsteuereinrichtung zugeordneten ersten Schaltstellung und einer einem Ausblasbetrieb zugeordneten, Druckluft zum zugeordneten Arbeitsanschluss durchlassenden zweiten Schaltstellung schaltbar ist.
Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass wenigstens ein Ausblassteuergerät als Ausblaskammer mit zugeordnetem Ausblaskammerventil ausgebildet ist, wobei die Ausblaskammer im Saugbetrieb durch anstehende Druckluft füllbar ist, die im Ausblasbetrieb durch Umschalten des Ausblaskammerventils von einer ersten in eine zweite Stellung an dem Arbeitsanschluss als Ausblasimpuls zur Verfügung stellbar ist. Es ist auch möglich, die Ausblaskammer in Verbindung mit einem externen Vakuumerzeuger einzusetzen, wobei dann ein weiterer Druckluftversorgungsanschluss vorgesehen sein kann, über den die Ausblaskammer im Saugbetrieb mit Druckluft gefüllt werden kann. Im Ausblasbetrieb kann dann wieder durch Öffnen des Ausblaskammerventils ein Ausblasimpuls am Arbeitsanschluss zur Verfügung gestellt werden.
Es ist möglich, das Volumen der Ausblaskammer zu verändern, d.h. bei Bedarf zu vergrößern oder zu verkleinern. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Ausblaskammer in einem Arbeitszylinder mit darin verschieblich gelagertem Kolben angeordnet ist.
Es ist zweckmäßig, dass die Vakuumsteuereinrichtung sowohl wenigstens ein Ausblasventil als auch wenigstens eine Ausblaskammer aufweist, so dass eine gezielte Auswahl oder Kombination möglich ist, wodurch die Variabilität der Vakuumssteuereinrichtung weiter erhöht wird.
In besonders bevorzugter Weise ist das Ausblaskammerventil als Wechselventil ausgebildet, das durch das erzeugte Vakuum in der die Ausblaskammer schließenden ersten Schaltstellung und bei Wegnahme des Vakuums durch den in der Ausblaskammer herrschenden Druck in die zweite Schaltstellung geschaltet wird.
Es ist möglich, dass sich die Ausblaskammer in einem von der Basiseinheit separatem Ausblasbehälter befindet, der an der Ausblasschnittstelle an die Basiseinheit montierbar ist.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist im Falle des Vorhandenseins mehrerer als Baugruppe zusammengefasster Basiseinheiten eine sämtlichen Basiseinheiten zugeordnete, insbesondere die überspannende leisten- oder plattenartige Kontaktierungseinheit vorgesehen, die über an einer ersten Kontaktierungsfläche angeordnete Anschlusskontakte direkt mit den Basiseinheiten verbunden ist und an der an einer zweiten Kontaktierungsfläche die Kommunikationsschnittstelle ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise befindet sich in den Basiseinheiten jeweils eine interne Steuerelektronik oder es ist im Falle einer Baugruppe eine mehrere Basiseinheiten elektronisch ansteuernde Steuerelektronik vorgesehen. Durch die Kontaktierungseinheit wird die Zahl der Datenleitungen die an die Vakuumsteuereinrichtung herangeführt werden müssen minimiert, da es jetzt ausreicht, von einer externen elektronischen Steuereinrichtung eine einzelne Datenleitung an die Kommunikationsschnittstelle heranzuführen und nicht jede der Basiseinheiten über eine separate Datenleitung mit der externen elektronischen Steuereinrichtung zu verbinden.
Zweckmäßigerweise weist die Kontaktierungseinheit eine Anzeige-/Auswertevorrichtung zur Anzeige verschiedener Betriebszustände der Vakuumsteuereinrichtung oder gegebenenfalls manuellen Werteeingabe auf.
In besonders bevorzugter Weise ist die Kommunikationsschnittstelle als Link- und/oder Busschnittstelle ausgebildet.
In besonders bevorzugter Weise ist als Link-Schnittstelle eine IO-Link-Schnittstelle vorgesehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1: eine schematische, morphologische Darstellung der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung mit den verschiedenen Schnittstellen und der Auswahl der an diesen Schnittstellen anbringbaren Bauteile,
Figur 2: eine perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung,
Figur 3: eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung,
Figur 4: eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung,
Figur 5: eine perspektivische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung und
Figur 6: eine perspektivische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung.

Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 11 bezeichnete Vakuumsteuereinrichtung dient insbesondere dem Zweck, Gegenstände zeitweilig mittels Unterdruck festzuhalten, damit sie zwischen verschiedenen Orten umpositioniert werden können. Sie wird beispielsweise in der Montagetechnik oder in der Verpackungsindustrie eingesetzt. In Figur 1 ist als Gegenstand exemplarisch ein plattenförmiges Erzeugnis 12 illustriert.
Die Vakuumsteuereinrichtung enthält wenigstens eine Basiseinheit 13 zur Abgabe eines Vakuums an einen Vakuumverbraucher beispielsweise einen Sauggreifer 14.
Die Basiseinheit 13 besitzt eine Versorgungs- und Arbeitsschnittstelle 15 für Versorgungs- und Arbeitsanschlussmittel in Form von Einzelanschlussmittel 15 und Sammelanschlussmittel 16, wobei Letztere ebenfalls zur Vakuumssteuereinrichtung 11 gehören.
Die Sammelanschlussmittel 16 werden von wenigstens einer Anschlussleiste gebildet, die eine obere Montagefläche 17 besitzt, die kompatibel mit der Versorgungs- und Arbeitsschnittstelle 20 an der Basiseinheit 13 ist. Es können hier mehrere Basiseinheiten 13 zu einer Baugruppe zusammengefasst werden und auf der oberen Montagefläche 17 der Anschlussleiste montiert werden. Die Anschlussleiste besitzt ferner einen Versorgungsanschluss 19, der in ein Anschluss-Verteilerkanalsystem 21 mündet, das mit jeder der Basiseinheiten 13 gekoppelt ist, und mehrere, jeweils einem der Basiseinheiten 13 zugeordnete Arbeitsanschlüsse 22 besitzt. Die Anschlussleiste ist ferner noch einmal explizit in Figur 2 dargestellt.
Wie erwähnt besitzt die Vakuumsteuereinrichtung neben den Sammelanschlussmittel 16 auch noch Einzelanschlussmittel 15, die in zwei Varianten vorliegen können. Die Einzelanschlussmittel können als Anschlussblock ausgestaltet sein, der ähnlich wie die Anschlussleiste eine obere Montagefläche 26 zur Montage einer einzelnen Basiseinheit 13 besitzt. Ferner befinden sich an dem Anschlussblock 25 noch ein Versorgungsanschluss 19 und ein Arbeitsanschluss 22. Eine andere Ausgestaltung der Einzelanschlussmittel liegt in Form zweier einzelner Leitungsanschlusselemente zum Anschluss einer Versorgungsleitung und einer Arbeitsleitung vor. Die Leitungsanschlusselemente können beispielsweise Fittings oder Steckverschraubungen sein, die an korrespondierenden Bohrungen im Gehäuse 27 der Basiseinheit angedockt, beispielsweise angeschraubt werden können. Die Einzelanschlussmittel in Form des Anschlussblocks 25 und in Form der beiden Leitungsanschlusselemente 28a, 28b sind in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Zweckmäßigerweise gehört also zur Vakuumsteuereinrichtung 11 wenigstens eine Anschlussleiste, wenigstens ein Anschlussblock und wenigstens zwei Leitungsanschlusselemente, so dass an der Versorgungs- und Arbeitsschnittstelle 20 je nach Bedarf gezielt aus den vorgenannten Anschlussmitteln ausgewählt oder bei einer Baugruppe aus mehreren Basiseinheiten auch verschiedene der Anschlussmittel hintereinander kombiniert werden können.
Die Vakuumsteuereinrichtung 11 besitzt ferner noch einen Ejektor 23, der Bestandteil einer Ejektorpatrone ist. Die Ejektorpatrone ist wie insbesondere in Figur 4 dargestellt über eine im Gehäuse 27 der zugeordneten Basiseinheit 13 hier beispielhaft horizontal ausgerichtete Ejektoraufnahme 24 in die Basiseinheit austauschbar integrierbar. Der Ejektor 23 besitzt mindestens eine nach dem Venturiprinzip arbeitende Saugdüse (nicht dargestellt), deren Einlass über einen Luftversorgungskanal und den Versorgungsanschluss 19, der jetzt als Druckluftversorgungsanschluss ausgebildet ist, an eine externe Druckluftquelle angeschlossen ist.
Alternativ oder zusätzlich zur Vakuumerzeugung mittels Ejektor an Bord ist es möglich, einen externen Vakuumerzeuger, beispielsweise in Form einer Vakuumpumpe, zu verwenden. Je nach Bedarf lässt sich eine zum externen Vakuumerzeuger führende Saugleitung an den Versorgungsanschluss 19 des Anschlussblocks und/oder der Anschlussleiste und/oder einen der Leitungsanschlusselemente 28a anschließen.
Die Vakuumsteuereinrichtung 11 besitzt ferner noch wenigstens eine Abluftabführeinheit in Form eines Schalldämpfers, der an der Abluftschnittstelle 30 anbringbar ist. Wie insbesondere in Figur 2 dargestellt, sitzt der Schalldämpfer 29 bevorzugterweise am Ausgang der Ejektorpatrone und ragt aus dem Gehäuse 27 einer jeweiligen Basiseinheit 13 hervor. Zweckmäßigerweise besitzt die Vakuumsteuereinrichtung 11 zusätzlich zu dem wenigstens einen Schalldämpfer wenigstens eine Abluftabführeinheit in Form eines Abluftanschlusses 31, an den eine Abluftleitung angeschlossen werden kann. Die Abluft kann also als sogenannte gefasste Abluft abgeführt werden.
Die Vakuumsteuereinrichtung 11 besitzt ferner wenigstens ein Ausblassteuergerät in Form eines Ausblasventils 32, das an der Ausblassteuerungsschnittstelle 40 anbringbar ist. Zweckmäßigerweise besitzt das Ausblasventil 31 eine 2/2-Wege-Funktionalität und sperrt im Saugebetrieb der Vakuumsteuereinrichtung 11 einen Luftdurchlass ab, an dem im Falle des Einsatzes von Ejektoren 23 von einer externen Druckluftquelle über den Versorgungsanschluss zugeführte Druckluft über eine dementsprechende Kanalverzweigung innerhalb des Gehäuses 27 der Basiseinheit 13 ansteht. Durch Umschalten des Ausblasventils 32 in die Offenstellung wird der Ausblasbetrieb eingeleitet, wodurch die anstehende Druckluft an dem Arbeitsanschluss 22 als Ausblasimpuls zur Verfügung gestellt wird, was zum Abwurf des am zugeordneten Vakuumverbraucher angesaugten Gegenstandes führt. Im Falle eines externen Vakuumserzeugers wird Druckluft über einen weiteren Druckluftanschluss, also nicht über den Versorgungsanschluss 19, da hier der externe Vakuumerzeuger angeschlossen ist, zur Verfügung gestellt. Diese gelangt dann über im Gehäuse 27 der Baueinheit 13 ausgebildete Kanäle zum Ausblasventil 32. Es ist ferner noch eine Drossel 42 zur Einstellung der Höhe des Ausblasimpulses vorgesehen.
Alternativ oder zusätzlich zum Ausblasventil 32 kann wenigstens ein Ausblassteuergerät in Form einer Ausblaskammer 33 vorgesehen sein, die ihrerseits mit einem zugeordneten Ausblaskammerventil ausgestattet sein kann. Die Ausblaskammer kann im Saugbetrieb durch anstehende Druckluft gefüllt werden, die im Ausblasbetrieb durch Umschalten des Ausblaskammerventils von einer ersten in eine zweite Stellung an dem Arbeitsanschluss als Ausblasimpuls zur Verfügung gestellt wird. Bei der Kombination von externer Vakuumerzeugung und Ausblaskammer 33 wird die Ausblaskammer 33 im Saugbetrieb über den vorstehend erwähnten weiteren Druckluftanschluss befüllt, so dass auch hier im Ausblasbetrieb ein Ausblasimpuls am Arbeitsanschluss zur Verfügung steht.
Das Ausblaskammerventil ist zweckmäßigerweise als Wechselventil 34 ausgebildet, dass durch das erzeugte Vakuum in der die Ausblaskammer 33 schließenden ersten Schaltstellung und beim Wegnahme des Vakuums durch den in der Ausblaskammer 33 herrschenden Druck in die zweite Schaltstellung geschaltet werden kann, in der dann in der Ausblaskammer gespeicherte Luft ausströmen kann.
Die Vakuumsteuereinrichtung 11 besitzt ferner ein Steuerventil 35, das im Falle des Einsatzes von Ejektoren 23 in den Verlauf des Luftversorgungskanals zwischen dem Versorgungsanschluss und dem Einlass der Saugdüse des Ejektors eingeschaltet ist. Das Steuerventil 35 besitzt zweckmäßigerweise eine 2/2-Wege-Funktionalität. Es kann dadurch den Luftdurchgang durch den Luftversorgungskanal wahlweise absperren oder freigeben, um dadurch die Luftversorgung des Einlasses des Ejektors 23 wahlweise abzuschalten oder einzuschalten. Der Ejektor 23 besitzt ferner eine Saugseite oder Saugöffnung, die über einen Saugkanal an den Arbeitsanschluss 22 angeschlossen ist, worüber dann Unterdruck für den angeschlossenen Vakuumverbraucher, beispielsweise Sauggreifer 14, zur Verfügung gestellt wird. In den Verlauf dieses Saugkanals kann ein Rückschlagventil eingeschaltet sein. Es findet dann Verwendung, wenn die Vakuumsteuereinrichtung 11 mit einer Luftsparfunktion ausgestattet ist. Das Rückschlagventil ist so orientiert, dass es eine Luftströmung vom Vakuumverbraucher, also beispielsweise Sauggreifer hin zum Ejektor 23 zulässt, in der Gegenrichtung jedoch verhindert.
Die Vakuumsteuereinrichtung 11 besitzt ferner eine Druckerfassungseinrichtung, die eine Erfassung des im Saugkanal herrschenden Druckes und folglich auch des darin herrschenden Unterdrucks ermöglicht. Es handelt sich bei der Druckerfassungseinrichtung insbesondere um einen Drucksensor 36, der den pneumatischen Druck in elektrische Drucksignale umwandelt und diese über eine nicht dargestellte, als Steuerelektronik bezeichnete interne elektronische Steuereinrichtung oder alternativ externe Steuereinrichtung dem Steuerventil 35 zuführt.
Die Steuerelektronik stellt also die Betätigungssignale für das Steuerventil 35 und zweckmäßigerweise auch für das Ausblasventil 32 zur Verfügung.
Die Vakuumsteuereinrichtung 11 besitzt ferner eine Kommunikationsschnittstelle 50 für die Kommunikation mit der externen Steuereinrichtung und zweckmäßigerweise auch zur Spannungsversorgung der zugeordneten Basiseinheit 13. Falls eine interne Steuerelektronik vorgesehen ist, dient die Kommunikationsschnittstelle 50 auch zu deren Spannungsversorgung.
Die Kommunikationsschnittstelle 50 kann dabei wenigstens eine, insbesondere 4- oder 5-polige Steckverbindung aufweisen, die beispielsweise als 5-polige M12-Steckverbindung ausgebildet ist. Sie besteht aus einem Stecker und einer Steckaufnahme. Das Verbindungskabel ist in diesem Fall als 4- bzw. 5-poliges Kabel ausgebildet.
Alternativ kann die Kommunikationsschnittstelle auch als Link- oder Busschnittstelle ausgebildet sein. Insbesondere kann eine Link-Schnittstelle in Form einer IO-Link-Schnittstelle vorgesehen sein. Dabei kann das zwischen der externen elektronischen Steuerungseinrichtung und der Kommunikationsschnittstelle ausgebildete Verbindungskabel auch als Busleitung ausgebildet sein oder Busleitungen enthalten. Beispielsweise können zwei Busleitungen gleichzeitig als Spannungsversorgungsleitungen dienen, wobei die Steuersignale und gegebenenfalls Rückmelde- und Diagnosesignale dann aufmoduliert sind.
Im Falle des Vorhandenseins mehrer als Baugruppe zusammengefasster Basiseinheiten 13 kann eine sämtliche Basiseinheiten 13 zugeordnete, insbesondere diese überspannende leisten- oder plattenartige Kontaktierungseinheit 37 vorgesehen sein, die über einer ersten Kontaktierungsfläche 38 angeordnete Anschlusskontakte direkt mit den Basiseinheiten verbunden ist und an der an einer zweiten Kontaktierungsfläche 39 die Kommunikationsschnittstelle 50 ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise wird eine Kontaktierungseinheit 37 verwendet, die wie in Figur 2 dargestellt, die Oberseite der zu einer Baugruppe zusammengefassten Basiseinheiten 13 hutähnlich überdeckt. Die Kommunikationsschnittstelle kann dann beispielsweise an der Seitenfläche dieser Kontaktierungseinheit 37 vorgesehen sein, während an der Oberseite eine Anzeige- und Auswerteeinheit 41 zur Anzeige verschiedener Betriebszustände ausgebildet sein kann. Die Anzeige- und Auswerteeinheit 41 kann ferner beispielsweise zur manuellen Einstellung beziehungsweise Programmierung der internen Steuerelektronik ein Display und beispielsweise als Tastatur ausgebildete Eingabemittel aufweisen. Derartige Eingaben oder Programmierungen können selbstverständlich auch von der externen elektronischen Steuereinrichtung aus erfolgen. Ferner kann die Anzeigevorrichtung auch verschiedenfarbig leuchtende LED's 43 oder sonstige Leuchtmittel aufweisen, mit denen ein bestimmter Betriebszustand angezeigt wird. Die interne Steuerelektronik kann auch in der Kontaktierungseinheit 37 untergebracht sein.
Die Figuren 2 bis 6 zeigen nun verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung 11, in denen jeweils gezielt eine bestimmte Kombination an Bauteilen an den entsprechenden Schnittstellen angebracht ist.
So zeigt beispielsweise Figur 2 den Einsatz einer Anschlussleiste, auf der mehrere zu einer Baugruppe zusammengefasste Basiseinheiten 13 montiert sind. Die Basiseinheiten besitzen jeweils einen Ejektor 23, der über eine externe Druckluftquelle und den in der Anschlussleiste angeordneten Druckluftversorgungsanschluss 19 mit Druckluft versorgt wird. Jedem der Basiseinheiten 13 ist ein separater Arbeitsanschluss 22 zugeordnet, an dem Unterdruck für einen nachgeordneten Vakuumverbraucher, beispielsweise Sauggreifer 14, zur Verfügung gestellt wird. An der Abluftschnittstelle 30 der jeweiligen Basiseinheiten 13 sitzt ein Schalldämpfer 29. Ferner ist an der Ausblassteuerungsschnittstelle 40 ein Ausblasventil 32 angebracht, das den Ausblasvorgang steuert. Die Kommunikationsschnittstelle 50 ist an einer hutartigen Kontaktierungseinheit 37 gebildet. Ferner sind hier an der Oberseite dieser Kontaktierungseinheit 37 mehrere verschiedenfarbig leuchtende LED's 43 vorgesehen, die zur Anzeige des Betriebszustandes und/oder Schaltzustandes des Steuer- und Ausblasventils dienen.
Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vakuumsteuereinrichtung 11, bei dem eine einzelne Basiseinheit 13 an einem Anschlussblock 25 montiert ist. Auch hier wird wiederum ein Ejektor 23 eingesetzt, so dass Druckluft über den Versorgungsanschluss des Anschlussblocks 25 zu dem Ejektor 23 gelangt. Am Arbeitsanschluss 22 kann dann Unterdruck für den Vakuumverbraucher, beispielsweise Sauggreifer 14, abgegriffen werden. An der Abluftschnittstelle 30 ist wiederum ein Schalldämpfer 29 angeordnet. An der Ausblassteuerungsschnittstelle 40 ist ein Ausblasventil 32 vorgesehen. An der Kommunikationsschnittstelle 50 befinden sich Steckverbindungen zum Anschluss einer Spannungsversorgungsleitung und einer Datenleitung.
Das in Figur 4 dargestellte dritte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung 11 unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel dadurch, dass anstelle des Anschlussblocks 25 zwei einzelne Leitungsanschlusselemente 28a, 28b in Form von Steckverschraubungen verwendet werden.
Bei dem in Figur 5 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vakuumsteuereinrichtung 11 ist eine Kontaktierungseinheit vorgesehen, die eine Anzeige- und Auswerteeinheit 41 in Form eines LCD-Displays und Eingabemittel in Form von Tasten besitzt. Dadurch ist eine manuelle Werteeingabe, ein sogenanntes "Teachen", möglich.
Das in Figur 6 dargestellte fünfte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Anzeige- und Auswerteeinheit 41 lediglich LED's besitzt.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, besitzt die Vakuumsteuereinrichtung verschiedene Schnittstellen, die je nach Bedarf mit verschiedenen Schnittstellenbauteilen bestückt werden kann, so dass ganz unterschiedliche, auf den individuellen Bedarf zurecht geschnittene Vakuumsteuereinrichtungen 11 verwirklicht werden können.

Claims

Vakuumsteuereinrichtung, mit wenigstens einer Basiseinheit (13) zur Abgabe eines Vakuums an einen Vakuumverbraucher, wobei die Basiseinheit (13) eine Versorgungs- und Arbeitsschnittstelle (20) für Versorgungs- und Arbeitsanschlussmittel sowie Versorgungs- und Arbeitsanschlussmittel (15, 16, 28a, 28b) zur Montage daran, eine Abluftschnittstelle (30) für eine Abluftabführeinheit (29, 31) sowie mindestens eine Abluftabführeinheit (29, 31) zur Montage daran, eine Ausblassteuerungsschnittstelle (40) für ein Ausblassteuergerät (32, 33) sowie mindestens ein Ausblassteuergerät (32, 33) zur Montage daran und eine Kommunikationsschnittstelle (50) für die Kommunikation mit einer externen Steuereinrichtung aufweist, wobei die Versorgungs- und Arbeitsanschlussmittel Sammelanschlussmittel (16) zur Montage mehrerer als Baugruppe zusammengefasster Basiseinheiten (13) und Einzelanschlussmittel (15) zur Montage einer einzelnen Basiseinheit (13) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelanschlussmittel (16) von einer Anschlussleiste gebildet sind, die einen Versorgungsanschluss (19) aufweist, der in ein Anschluss-Verteilerkanalsystem (21) mündet, das mit jeder der Basiseinheiten (13) gekoppelt ist, und mehrere, jeweils einem der Basiseinheiten (13) zugeordnete Arbeitsanschlüsse (22) besitzt.
Vakuumsteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelanschlussmittel (15) als Anschlussblock mit einem Versorgungs- und einem Arbeitsanschluss (19, 22) und/oder als zwei einzelne Leitungsanschlusselemente (28a, 28b) zum Anschluss einer Versorgungsleitung und einer Arbeitsleitung ausgebildet sind.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Basiseinheit (13) einen Ejektor (23) zur Vakuumerzeugung an Bord der Vakuumsteuereinrichtung aufweist.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Basiseinheit (13) derart ausgebildet ist, dass ein Betrieb ohne interne Vakuumerzeugung möglich ist, wobei an den Versorgungsanschluss (19) ein externer Vakuumerzeuger, beispielsweise in Form einer Vakuumpumpe, anschließbar ist.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abluftabführeinheit als Schalldämpfer (29) ausgebildet ist.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abluftabführeinheit als Abluftanschluss (31) für eine Abluftleitung ausgebildet ist.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ausblassteuergerät als Ausblasventil (32) ausgebildet ist, das zwischen einer einem Saugbetrieb der Vakuumsteuereinrichtung (11) zugeordneten ersten Schaltstellung und einer einem Ausblasbetrieb zugeordneten, Druckluft zum zugeordneten Arbeitsanschluss (22) durchlassenden zweiten Schaltstellung schaltbar ist.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ausblassteuergerät als Ausblaskammer (33) mit zugeordnetem Ausblaskammerventil ausgebildet ist, wobei die Ausblaskammer (33) im Saugbetrieb durch anstehende Druckluft füllbar ist, die im Ausblasbetrieb durch Umschalten des Ausblaskammerventils von einer ersten in eine zweite Stellung an dem Arbeitsanschluss (22) als Ausblasimpuls zur Verfügung stellbar ist.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausblaskammerventil als Wechselventil (34) ausgebildet ist, das durch das erzeugte Vakuum in der die Ausblaskammer (33) schließenden ersten Schaltstellung und bei Wegnahme des Vakuums durch den in der Ausblaskammer (33) herrschenden Druck in die zweite Schaltstellung geschaltet wird.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des Vorhandenseins mehrerer als Baugruppe zusammengefasster Basiseinheiten (13) eine sämtlichen Basiseinheiten (13) zugeordnete, insbesondere diese überspannende leisten- oder plattenartige Kontaktierungseinheit (37) vorgesehen ist, die über an einer ersten Kontaktierungsfläche angeordnete Anschlusskontakte direkt mit den Basiseinheiten (13) verbunden ist und an der an einer zweiten Kontaktierungsfläche (39) die Kommunikationsschnittstelle (50) ausgebildet ist.
Vakuumsteuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungseinheit (37) eine Anzeige- und Auswerteeinheit zur Anzeige verschiedener Betriebszustände und/oder Schaltzustände aufweist.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsschnittstelle als Link- oder Busschnittstelle ausgebildet ist.
Vakuumsteuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Link-Schnittstelle eine IO-Link-Schnittstelle vorgesehen ist.
Vakuumsteuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Basiseinheit ein Steuerventil (35) zur Steuerung des am Arbeitsanschluss abzugreifenden Vakuums aufweist.