DE20014529U1 - suction cup - Google Patents
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Description
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Beschreibung:
Saugnapf Description:
suction cup
Die Erfindung bezieht sich auf einen Saugnapf mit einem Vakuumanschluß und einer Dichtlippe aus elastischem Material zum Greifen von Gegenständen mit glatter Oberfläche.The invention relates to a suction cup with a vacuum connection and a sealing lip made of elastic material for gripping objects with a smooth surface.
Saugnäpfe dieser Art sind beispielsweise bekannt aus der DE 25 16 189 oder DE 42 05 628. Derartige Saugnäpfe werden zum Ergreifen von Gegenständen mit einer glatten Oberfläche, insbesondere zum Greifen von Glasscheiben, verwendet. Nach dem Aufsetzen des kreisförmigen Randes der im wesentlichen kegelstumpfförmigen Dichtlippe wird zwischen der Dichtlippe und der Oberfläche des Gegenstandes ein Vakuum erzeugt, so daß der Saugnapf sich mit seiner zentralen Basisfläche an die Oberfläche des Gegenstandes anlegt. Dabei wird die kegelförmige Dichtlippe zusammengedrückt, bis sie im wesentlichen parallel zur glatten Oberfläche verläuft, und der Rand der Dichtlippe schiebt sich radial nach außen. Dieser mit Kraft gegen die Oberfläche gedrückte und im Durchmesser größer werdende Rand hinterläßt auf der Oberfläche des Gegenstandes Schleifspuren. Bei beschichteten Oberflächen, insbesondere von beschichteten Glasscheiben, wird durch diese Dichtlippenbewegung die Beschichtung verletzt.Suction cups of this type are known, for example, from DE 25 16 189 or DE 42 05 628. Such suction cups are used to grip objects with a smooth surface, in particular to grip glass panes. After the circular edge of the essentially truncated cone-shaped sealing lip has been placed on the object, a vacuum is created between the sealing lip and the surface of the object, so that the suction cup rests against the surface of the object with its central base surface. The conical sealing lip is compressed until it runs essentially parallel to the smooth surface, and the edge of the sealing lip is pushed radially outwards. This edge, which is pressed against the surface with force and increases in diameter, leaves grinding marks on the surface of the object. In the case of coated surfaces, in particular coated glass panes, the coating is damaged by this sealing lip movement.
Zur Vermeidung derartiger Schleifspuren werden oft haubenartige Schutzhüllen aus einem dünnen Zellstoff- oder Textilmaterial über die Saugnäpfe gezogen. Aufgrund der radialen Verschiebung des Randes der Dichtlippe entsteht eine Relativbewegung dieses Randes bezüglich der Schutzhülle und es kann zur Bildung von Falten in dem Material der Schutzhülle kommen. Auch diese Falten können zu einer Erzeugung von Spuren auf der Oberfläche oder einer Beschichtung der Oberfläche führen.To avoid such grinding marks, hood-like protective covers made of a thin cellulose or textile material are often pulled over the suction cups. Due to the radial displacement of the edge of the sealing lip, this edge moves relative to the protective cover and wrinkles can form in the material of the protective cover. These wrinkles can also lead to the creation of marks on the surface or a coating on the surface.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Saugnapf zu schaffen, bei dem die erwähnten Schleifspuren oder Verletzungen der Oberflächenbe-Schichtung nicht auftreten.The invention is based on the object of creating a suction cup in which the aforementioned grinding marks or damage to the surface coating do not occur.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtlippe im Bereich ihres Randes ringsum mit mindestens einer im wesentlichen undehnbaren Armierung versehen ist.This object is achieved according to the invention in that the sealing lip is provided all around in the region of its edge with at least one essentially inextensible reinforcement.
Mit anderen Worten wird der Rand der aus einem elastischen, im wesentlichen gummiartigen Material bestehenden Dichtlippe mit einem im Vergleich zur Dichtlippe weitgehend unelastischen und damit unverformbaren Ringkörper armiert, der beispielsweise aus Stahl oder einem hochfesten Kunststoff besteht. Somit wird gewährleistet, daß beim Andrücken des Saugnapfes keine Verformung des Dichtlippenrandes und folglich keine Relativbewegung zwischen diesem Rand und der Oberfläche, gegen den dieser anliegt, erfolgt. Schleifspuren können somit nicht auftreten. Auch wird im Falle der Verwendung einer Schutzhülle ein radiales Ausdehnen und anschließendes Zusammenziehen des Dichtlippenrandes vermieden, so daß keine Relativbewegung zwischen diesem Rand und der Hülle entsteht und sich folglich keine Falten in dem Material der Hülle bilden können.In other words, the edge of the sealing lip, which is made of an elastic, essentially rubber-like material, is reinforced with a ring body that is largely inelastic and therefore non-deformable compared to the sealing lip, for example made of steel or a high-strength plastic. This ensures that when the suction cup is pressed on, the sealing lip edge is not deformed and therefore there is no relative movement between this edge and the surface against which it rests. This means that grinding marks cannot occur. If a protective cover is used, radial expansion and subsequent contraction of the sealing lip edge is also avoided, so that no relative movement occurs between this edge and the cover and consequently no wrinkles can form in the material of the cover.
Vorteilhafterweise weist die Dichtlippe einen Randwulst auf mit einer im entspannten Zustand kegelmantelförmigen Anlagefläche. Die kegelmantelförmige Anlagefläche weist im entspannten Zustand der Dichtlippe, d.h. wenn sie nicht durch ein Vakuum gegen eine glatte Oberfläche gezogen wird, einen recht kleinen Winkel von etwa 5 bis 10° zur Abschlußebene der Dichtlippe, d.h. der Ebene, in der der äußerste ringförmige Rand der Dichtlippe liegt, auf. Durch diese sehr flache Kegelform ist gewährleistet, daß sich die Anlagefläche selbst beim Anpressen an die Oberfläche nicht radial aufweitet, wobei Schleifspuren entstehen könnten. Der Vorteil der zur Kontaktebene mit der glatten Oberfläche geneigten Anlagefläche liegt in der Ausbildung zweier in axialer Richtung des Saugnapfes hintereinander liegender Ränder der Anlagefläche. An jedem dieser Ränder kann eine kleine ringförmig umlaufende Rippe angeformt sein, so daß sich zwei diskrete, kreislinienförmige Kontaktzonen zwischen der Anlagefläche und der glatten Oberfläche ausbilden. Für den Fall, daß die äußere und axial vordere Kontaktlinie beim Gebrauch des Saugnapfes beschädigt wird, verbleibt immer noch die innere Kontaktlinie zum Abdichten und Erzeugen der erforderlichen Haltekraft. Durch diese Ausgestaltung wird daher die Lebensdauer des Saugnapfes erhöht.The sealing lip advantageously has an edge bead with a conical contact surface when relaxed. When the sealing lip is relaxed, i.e. when it is not pulled against a smooth surface by a vacuum, the conical contact surface has a very small angle of around 5 to 10° to the sealing lip's end plane, i.e. the plane in which the outermost ring-shaped edge of the sealing lip lies. This very flat conical shape ensures that the contact surface does not expand radially even when pressed against the surface, which could cause grinding marks. The advantage of the contact surface being inclined to the contact plane with the smooth surface is that two edges of the contact surface are formed one behind the other in the axial direction of the suction cup. A small ring-shaped rib can be formed on each of these edges, so that two discrete, circular contact zones are formed between the contact surface and the smooth surface. In the event that the outer and axially front contact line is damaged during use of the suction cup, the inner contact line still remains to seal and generate the required holding force. This design therefore increases the service life of the suction cup.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Saugnapfes ist die Armierung in den genannten Randwulst einvulkanisiert. Die Armierung kann aber auch als ein den Randwulst umgebender Reifen oder Ring ausgebildet sein.In a preferred embodiment of the suction cup, the reinforcement is vulcanized into the edge bead mentioned. However, the reinforcement can also be designed as a tire or ring surrounding the edge bead.
Die Armierung kann von einem Stahldrahtring gebildet sein oder aber auch von zahlreichen Windungen eines sehr dünnen Stahldrahtes. Auch kann die Armierung aus zahlreichen Windungen eines aus hochfesten, aus Chemiefasern bestehenden Multifilamentgarnes bestehen.The reinforcement can be made from a steel wire ring or from numerous turns of a very thin steel wire. The reinforcement can also consist of numerous turns of a multifilament yarn made from high-strength synthetic fibers.
Selbstverständlich können auch mehrere der genannten Armierungen miteinander kombiniert werden, um die gewünschte radiale Unnachgiebigkeit des Randes des Saugnapfes zu erzielen.Of course, several of the reinforcements mentioned can be combined with each other to achieve the desired radial rigidity of the edge of the suction cup.
Der kegelförmige Bereich der Dichtlippe zwischen dem armierten Rand und dem Stützteller ist so auszubilden, daß er trotz der Unnachgiebigkeit des Dichtlippenrandes ausreichend flexibel verformbar ist, um ein Ansaugen der Basisfläche an die glatte Oberfläche zu ermöglichen. Zwar sind auch Saugnäpfe mit in axialer Richtung unnachgiebigen Dichtlippen bekannt, die auch keine radiale Verformung aufweisen, jedoch soll gemäß der Erfindung vornehmlich ein Saugnapf mit kegelförmiger, in axialer Richtung verformbarer Dichtlippe geschützt werden. Durch die axiale Verformbarkeit der Dichtlippe können Schrägstellungen des Saugnapfes zur anzusaugenden Oberfläche ausgeglichen werden. Bei einem axial starren Saugnapf kann eine Schrägstellung nur durch schwenkbare Anlenkung des Saugnapfes am Saugnapfhalter ausgeglichen werden. Diese aufwendige Konstruktion kann gemäß der Erfindung vermieden werden. Die erforderliche Verformbarkeit bei ausreichend hoher Rückstellkraft in die entspannte Ausgangsstellung kann durch die Wahl eines geeigneten, vorzugsweise gummiartigen Materials sowie durch die Form der Wandung der Dichtlippe erzielt werden. Die Flexibilität der Wandung der Dichtlippe kann z.B. durch Wellung oder Faltenbildung gesteigert werden. Eine erhöhte Steifigkeit und damit eine gesteigerte Rückstellkraft kann durch entlang der kegelförmigen Wandung verlaufende Verstärkungsrippen oder durch Steigerung der Materialstärke erzielt werden.The conical area of the sealing lip between the reinforced edge and the support plate is to be designed in such a way that, despite the rigidity of the sealing lip edge, it is sufficiently flexible to allow the base surface to be sucked onto the smooth surface. Although suction cups with axially rigid sealing lips that also do not exhibit radial deformation are also known, the invention is primarily intended to protect a suction cup with a conical sealing lip that can be deformed in the axial direction. The axial deformability of the sealing lip means that inclined positions of the suction cup relative to the surface to be sucked can be compensated for. In the case of an axially rigid suction cup, inclined positions can only be compensated for by pivoting the suction cup to the suction cup holder. This complex construction can be avoided according to the invention. The required deformability with a sufficiently high restoring force to the relaxed starting position can be achieved by choosing a suitable, preferably rubber-like material and by the shape of the wall of the sealing lip. The flexibility of the wall of the sealing lip can be increased, for example, by corrugation or folding. Increased rigidity and thus an increased restoring force can be achieved by reinforcing ribs running along the conical wall or by increasing the material thickness.
In der folgenden Beschreibung werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Saugnapfes unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die ZeichnuftgeifcAeige^in.^ ^..^ . . .... t».m ^..^ . .In the following description, embodiments of the suction cup according to the invention are explained in more detail with reference to the drawings. The drawings are in.^ ^..^ . . .... t ». m ^..^ . .
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Fig. 1 und 2 Schnittansichten von unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung.Fig. 1 and 2 are sectional views of different embodiments of the invention.
Die Saugnäpfe 1 nach den Fig. 1 und 2 haben eine im wesentlichen kegelstumpfförmige Dichtlippe 2, deren zentrale Basisfläche 8 rückseitig gegen einen Stützteller 5 abgestützt ist. In der Mitte des Stütztellers 5 und der Basisfläche 8 befindet sich eine Öffnung 7 für den Vakuumanschluß, durch den die Luft aus dem Raum zwischen der Dichtlippe 2 und einer glatten Oberfläche (nicht dargestellt), auf der diese Dichtlippe aufliegt, abgepumpt werden kann. Damit das Vakuum über die gesamte, von der Dichtlippe umgebene Fläche wirksam werden kann, ist die Basisfläche 8 in bekannter Weise von Kanälen 9 durchzogen, die mit der Öffnung 7 in Verbindung stehen.The suction cups 1 according to Fig. 1 and 2 have a substantially frustoconical sealing lip 2, the central base surface 8 of which is supported at the rear against a support plate 5. In the middle of the support plate 5 and the base surface 8 there is an opening 7 for the vacuum connection, through which the air can be pumped out of the space between the sealing lip 2 and a smooth surface (not shown) on which this sealing lip rests. So that the vacuum can be effective over the entire area surrounded by the sealing lip, the base surface 8 is traversed in a known manner by channels 9 which are connected to the opening 7.
Im Randbereich ist die Dichtlippe 2 der Saugnäpfe 1 nach den Fig. 1 und 2 mit einer praktisch undehnbaren Armierung 3,3' und 3" versehen. Obwohl eine gewisse Eigenelastizität des Materials der Armierung 3, 3', 3" vorhanden ist, ist diese im Vergleich zur Elastizität des gummiartigen Materials der Saugnäpfe 1 um mehrere Größenordnungen geringer. Die Dichtlippe 2 weist rückseitig einen Randwulst 4 auf und ist auf der zur Anlage gegen die Oberfläche vorgesehenen Vorderseite mit einer - im entspannten Zustand kegelstumpfförmigen Anlagefläche 6 versehen. Die Anlagefläche 6 ist nur um einen geringen Winkel, z.B. 5 bis 10° zur radialen Ebene des Saugnapfes 1 geneigt, um eine spreizende Verformung dieser Anlagefläche 6 beim Ansaugen gegen eine glatte Oberfläche zu vermeiden. Wenn der Saugnapf 1 mit seiner Basisfläche 8 infolge des Vakuums gegen die Oberfläche des aufzunehmenden Gegenstandes gedrückt wird, liegt die Dichtlippe 2 nur mit der Anlagefläche 6 an der Oberfläche des Gegenstandes an.In the edge area, the sealing lip 2 of the suction cups 1 according to Fig. 1 and 2 is provided with a practically inextensible reinforcement 3, 3' and 3". Although the material of the reinforcement 3, 3', 3" has a certain inherent elasticity, this is several orders of magnitude lower than the elasticity of the rubber-like material of the suction cups 1. The sealing lip 2 has an edge bead 4 on the back and is provided with a contact surface 6 on the front side intended for contact with the surface - in the relaxed state, it is frustoconical. The contact surface 6 is only inclined at a small angle, e.g. 5 to 10° to the radial plane of the suction cup 1, in order to avoid a spreading deformation of this contact surface 6 when suctioning against a smooth surface. When the suction cup 1 is pressed with its base surface 8 against the surface of the object to be picked up as a result of the vacuum, the sealing lip 2 rests only with the contact surface 6 on the surface of the object.
Vorzugsweise weist die Anlagefläche 6 am inneren und äußeren Rand einen ringförmig umlaufenden, rippenartigen Vorsprung auf, der z.B. 1 bis 2 mm aus der Ebene der Anlagefläche 6 herausragt. Somit entstehen zwei kreisförmige Anlagelinien an den Rändern der Anlagefläche 6, die ein möglichst vollständiges Abdichten des gegen eine glatte Oberfläche anliegenden Saugnapfes ermöglichen.The contact surface 6 preferably has a ring-shaped, rib-like projection on the inner and outer edges, which protrudes e.g. 1 to 2 mm from the plane of the contact surface 6. This creates two circular contact lines on the edges of the contact surface 6, which enable the suction cup to be sealed as completely as possible when it is resting against a smooth surface.
Je nach Einsatzfeld des Saugnapfes und nach Struktur der zu erfassenden Oberfläche kann die Verwendung einer anderen Form oder einer besonderen Struktur der Anlagefläche sinnvoll sein.
5Depending on the application of the suction cup and the structure of the surface to be detected, it may be useful to use a different shape or a special structure of the contact surface.
5
In Fig. 1 besteht die Armierung 3 am Rand der Dichtlippe 2 aus einem Stahldraht, der - je nach Größe des Saugnapfes 1 - einen Drahtdurchmesser von 2 bis 5 mm haben kann. Dieser vorzugsweise aus Federstahl bestehende Stahldraht ist in den Randwulst 4 der aus Gummi oder einem synthetischen Elastomer bestehenden Dichtlippe 2 einvulkanisiert.In Fig. 1, the reinforcement 3 at the edge of the sealing lip 2 consists of a steel wire which - depending on the size of the suction cup 1 - can have a wire diameter of 2 to 5 mm. This steel wire, which is preferably made of spring steel, is vulcanized into the edge bead 4 of the sealing lip 2 made of rubber or a synthetic elastomer.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Armierung als ein den Randwulst 4 umgebender Reifen 3' oder Ring 3" ausgebildet. Der Reifen 3' oder Ring 3" ist derart an der Dichtlippe 2 zu befestigen, daß er sich nicht lösen kann. Hierzu muß er entweder formschlüssig von der Dichtlippe umschlossen werden oder sich beim Anvulkanisieren mit dem Material der Dichtlippe stoffschlüssig verbinden.In the embodiment according to Fig. 2, the reinforcement is designed as a tire 3' or ring 3" surrounding the edge bead 4. The tire 3' or ring 3" is to be attached to the sealing lip 2 in such a way that it cannot come loose. To do this, it must either be enclosed by the sealing lip in a form-fitting manner or bond to the material of the sealing lip during vulcanization.
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