SE532167C2 - Tryckluftsdriven vakuumgenerator med anordning varmed ett gripet föremål aktivt kan frigöras från ett vakuumgriporgan - Google Patents

Description

25 30 tili? lå? Uppfínningen syftar även till att tillhandahålla en vakuumgenerator med obegrän- sad och omedelbar tillgàng till luft för aktiv frigöring av ett gripet föremål från ett vakuumgriporgan.

Ytterligare ett syfte i uppfinningen är att tillhandahålla en vakuumgenerator med en frigöringsfunktion som är anpassningsbar till varierande luftbehov för att bryta undertrycket i ett vakuurngriporgan.

Ett eller flera av dessa syften uppnås i en vakuumgenerator enligt patentkravet 1.

Fördelaktiga detaljutföranden av vakuumgeneratorn anges i underordnade patent- krav. l korthet anvisas en vakuumgenerator av inledningsvis angivet slag, vilken känne- tecknas av att kammaren i tillägg uppvisar en flödesförbíndelse till omgivande atmosfär varvid i den tillkommande flödesförbindelsen är anordnad en envägsventil som är inrättad att öppna förbindelsen till atmosfär som resultat av att lufttrycket i kammaren understiger omgivande atmosfärtryck.

Genom denna lösning tillhandahålls obegränsad tillgång till luft för utfyllnad av det undertryck som föreligger i vakuumgriporganet. Den tekniska effekt som vinnes är att aktiv frigöring av ett grípet föremål alltid kan säkerställas utan att kräva tillför- sel av energi för ventilstyming eller för matning av tryckluft till vakuumgriporganet.

I en särskilt fördelaktig utföringsform uppvisar kammaren en anslutning för för- bindning av kammaren med en extern övertrycksvolym. Den externa övertrycks- volymen utgörs lämpligen av en tillkommande kammare vilken för uppbyggnad av övertryck bringas i flödesförbinclelse med tryckluftflödet via den första kammaren, och vilken via den första kammaren bringas i flödesförbindelse med vakuumgrip- organet för utrymning av övertrycket.

Utföringsformen tillhandahåller den tekniska effekten av ökad flexibilitet för an- passning av en och samma vakuumgenerator till vakuumgriporgan av varierande storlek och därmed sammanhängande varierande luftförbrukning. 10 15 20 25 30 35 Kammaren är utförd med ett inlopp som tillhandahåller» flödesförbindelse med tryckluftflödet för drivning av vakuumgeneratorn, och med ett utlopp som till- handahàller flödesförbíndelse med vakuumgriporganet. Det är föredraget att en ventilkropp är anordnad mellan inloppet och utloppet och inrättad att i ett första ventilläge öppna inloppet och stänga utloppet när ventilkroppen belastas av tryck- luftflödet, samt att i ett andra ventilläge stänga inloppet och öppna utloppet när ventilkroppen istället belastas av det i kammaren uppbyggda övertrycket.

Utförandet medför en enkel och underhållsfri konstruktion, isynnerhet om ventil- kroppen utformas som en i ett cylinderformigt säte rörlig kolv med en sugsida tätande mot kammarutloppet i det första ventilläget, och en trycksida tätande mot cylinderinloppet i det andra ventilläget.

Ventilkroppen kan i området av sin sugsida vara utförd med en runtom gående och flexibel krage. Kragen är dimensionerad att i ventilkroppens andra läge, dvs. vid utrymning av kammaren eller kamrarna, bringas i tätande anliggning runt den inre perifer-in av sätet genom det i kammaren uppbyggda övertrycket. I sin utsida upp- visar ventilkroppen åtminstone en axiell passage för tryckluftflöde förbi nämnda krage in till kammaren i ventilkroppens första läge, dvs. under uppbyggnad av övertryck i kammaren/ kamrarna.

Genom utförandet tillhandahålls en självinställande ventil som växlar mellan de två flödesriktningarna in och ut från kammaren utan behov av tillförd energi för styr- ning av ventilen.

Envägsventilen i flödesförbindelsen med atmosfär är företrädesvis utförd som en ventilklaff, och är lämpligen tillverkad av ett flexibelt material. Åtminstone kammaren som inrymmer ventilfunktionen kan vara integrerad i vakuumgeneratorn. Nämnda kammare och i förekommande fall även den till- kommande kammaren kan vara anordnad att stå i flödesförbindelse med vakuum- griporganet via den sugkanal genom vilken vakuumgriporganet försöijs med undertryck från vakuumgeneratorn. 10 15 20 25 30 35 Ål far-fi W: :mät IÄÛ “H3 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifogade ritningar, vari ett utföringsexempel av uppfinningen visas schematiskt: Fig. 1 är en förenklad pneumatisk krets som visar uppfinningen tillämpad i ett vakuumsystem; Fig. 2 är ett tvärsnitt genom en ventilanordning tillhörande eller ingående i en tryckluftsdriven vakuumgenerator, vari en ventilkropp har intagit ett första ventil- läge för uppbyggnad av ett övertryck i en kammare ingående i ventilanordningen; Fig. 3 är ett fig. 2 motsvarande tvärsnitt vari ventilkroppen har intagit ett andra ventillâge för utrymning av det i kammaren uppbyggda övertrycket, och Fig. 4 är ett fig. 3 motsvarande tvärsnitt visande ventilkroppen i det andra läget och i ett skede vari det uppbyggda övertrycket är fullständigt utrymt och kammaren är förbunden med omgivande atmosfär.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN För en övergripande beskrivning av uppfinningens tillämpning i ett vakuumsystem hänvisas initialt till ñg. 1. l fig. 1 representerar linjen P tryckluftens väg från en tryckluftkälla via en ventil l och en tryckluftkanal 2 till en vakuumgenerator S.

Vakuumgeneratorn 3 försörjer ett vakuumgriporgan 5 med undertryck via en sug- kanal 4. Ventilen 1 är omställbar mellan öppet och stängt läge och kan även vara reglerbar för proportionell strypning av luftmängden, och kan i förekommande fall vara tillordnad styrorgan och trycksensorer på i sig känt sätt.

Vakuumgeneratorn 3 är i fig. 1 symboliskt illustrerad som en strypning och är ty- piskt realiserad i form av en ejektor. Vakuumgriporganet 5 kan utgöras av en sug- kopp eller en grupp av sugkoppar som gemensamt försörjs av vakuumgeneratorn 3.

För snabb frigöring av ett föremål från vakuumgriporganet 5 är systemet tillordnat en anordning som aktivt bryter undextrycket i vakuurngriporganet vid stängning av ventilen l. Anordningen innefattar en kammare 6 vilken via en kanal 7 och en ven- til 8 kan bringas i tlödesförbindelse med tryckluften Pi kanalen 2. Ventilen 8 är 10 15 20 25 30 35 inrättad som en överströmningsventil vilken öppnar för luftflöde till kammaren vid matning av tryckluft till vakuumgeneratorn. I ventilens 8 öppna läge uppbyggs därmed ett övertryck i kammaren 6. Ventilen 8 är emellertid utförd som en tvåvägs ventil vilken påverkas även av det i kammaren 6 uppbyggda övertrycket. Vid stäng- ning av tryckluftflödet P, varvid atmosfärtxyck inställer sig i kanalerna 2 och 7, om- kastas därför ventilen 8 varigenom kammaren 6 via en kanal 9 bringas i flödesför- bindelse med vakuumgriporganet 5 för utmatning av det uppbyggda övertrycket i kammaren 6. Även om kanalen 9 i kretsschemat av fig. 1 visas mynna i sugkanalen 4 inses att densamma alternativt kan vara anordnad att mynna direkt i vakuum- griporganet 5.

Det inses att den för frigöring tillgängliga luftmängden är begränsad till volymen hos kammaren 6. Den luftmängd som erfordras för att säkerställa frigöring av ett föremål är emellertid beroende av den sammanlagda volymen hos vakuumgriporga- net och dess tillhörande ledningar och kanaler, i vilka samma tryck råder som i vakuumgriporganet. För att säkerställa obegränsad tillgång till luft anvisas enligt uppfinningen att kammaren 6 är förbindbar med omgivande atrnosfärtryck AP via en envågsventil 10, anordnad i en ílödesförbindelse ll. Ventilen 10 öppnar för luft- flöde till kammaren 6 om atmosfärtycket är högre än det tryck som råder i systemet bestående av kammaren 6, vakuurngriporganet 5 och de ledningar eller kanaler som förbinder dessa pneumatískt.

I tillägg uppvisar kammaren 6 företrädesvis en anslutning 12 för koppling till en tillkommande övertrycksvolym 13. Den tillkommande övertrycksvolymen 13 kan vara utförd som en extern kammare 13 vilken valfritt ansluts till kammaren 6 vid behov. Via anslutningen 12 står den externa kammaren 13 i direkt flödesförbin- delse med kammaren 6.

Det skall anrnärkas att i tig. 1 visas endast ett vakuumsystems principiella upp- byggnad för illustration av uppfinningen, och att i praktiken kan vakuumsystem innefatta tillkommande ventiler, sensorer och flödesförbindelser i anpassning till önskade funktioner hos vakuumsystemet, så som är känt för fackmannen. I detta sammanhang skall också anmärkas att uppñnningens anordning för aktiv frigöring av ett gripet föremål kan vara anordnad att i förekommande fall isoleras från luft- försörjningen av vakuumgeneratorn. 10 15 20 25 30 35 'šEF Med hänvisning till fig. 2-4 skall nu beskrivas ett utföringsexempel av anordningen, varvid motsvarande element av utföringsexemplet betecknas med samma hänvis- ningsbeteckningar som ovan använts i beskrivningen av pneumatikkretsen av fig. l.

Fig. 2 visar anordningen i ett läge vari övertryck OP uppbyggs i kammaren 6. Kam- maren 6 är inrymd i ett hus 14 med ett inlopp 7 och ett utlopp 9. Mellan inloppet 7 och utloppet 9 är anordnad en självinställande ventilkropp 15. Ventilkroppen 15 är rörligt anordnad i ett i huset anordnat säte 16, i vars ena ände inloppet 7 mynnar innanför en stödyta 17 för motsvarande ände av ventilkroppen 15. Sätets andra ände öppnar sig mot utloppet 9, vilket inskjuter rörformigt i kammaren 6 med en mynning omgiven av en stödyta 18 för den motstäende, andra änden av ventilkrop- pen l5. Mellan sätets 16 öppna ände och kammarens botten är formad en spalt för luftflöde i pilarnas riktning i fig. 2-4. Sätet 16 och utloppet 9 är lämpligen cylinder- formade och koaxiellt inriktade med inloppet 7, och ventilkroppen 15 är lämpligen utformad som en kolv med cirkulärt tvärsnitt. Också huset 14 kan vara utfört som en cylinder, koaxiellt inriktad med inloppet 7, sätet 16, ventilkroppen 15 och utlop- pet 9.

I det läge som visas i fig. 2 är ventilkroppen 15 belastad av tryckluften P mot den ände av ventilkroppen 15 som kan betecknas dess trycksida. Motsatt sida av ven- tilkroppen 15 bringas i tätande anliggning mot stödytan 18 runt utloppet 9, vilket står i flödesförbindelse med vakuumgriporganet 5. l utloppet 9 råder således undertryck, varför den aktuella änden av ventilkroppen 15 kan betecknas dennas sugsida. I denna position hos ventilkroppen 15 kan tryckluft passera pä ventilkrop- pens utsida för att höja trycket i kammaren 6, vilken i utföringsexemplet ringfor- migt omger sätet 16. Åtminstone en axiell passage 19 är för ändamålet formad i ventilkroppens utsida. Företrädesvis är dock flera axíella passager 19 fördelade med enhetligt mellanrum runt ventilkroppens periferi, och åtskilda genom längsgående åsar i ventilkroppens utsida varmed förhindras fastkilning av ventilkroppen 15 under dess rörelse i sätet 16.

Med hänvisning till fig. 3 visas anordningen i ett läge vari tryckluftflödet P är stängt, och det i kammaren 6 uppbyggda övertrycket utrymmer via utloppet 9. I samma ögonblick som ventilkroppens trycksida ej längre belastas av tryckluftflödet P, orsa- 10 15 20 25 30 kar det i kammaren 6 uppbyggda övertrycket ventilkroppen 15 att förskjutas till anliggning mot stödytan 17 runt mynningen av inloppet 7. Läckage mellan ventil- kropp och sätets vägg förhindras effektivt av en på ventilkroppens utsida uppburen kjol eller krage 20, vilken löper runt ventilkroppens perifen' för att täta mot insidan av sätet 16. Kragen 20 är fjädrande i radiell riktning, och kragen kan utgöra en runtom gående vägg i en skålforrnad sugsida av ventilkroppen 15. Kragens vägg- tjocklek kan såsom i utföringsexemplet lämpligen vara avsmalnande i riktning mot kragens ytterkant för ökad flexibilitet. Genom kragens flexibilitet kan densamma ge efter radiellt för den genom inloppet 7 inrusande tryckluften, och vid utrymning av kammaren 6 är kragen 20 verksam för att förhindra läckage via inloppet 7. Kragen 20 kan med fördel utgöra en integrerad del av en i sin helhet elastisk ventilkropp 15. Kragen 20 kan alternativt utgöra en integrerad del av en elastisk kärna 21 in- passad i en skyddande mantel 22 av hårdare material, såsom ett hårt syntetmate- rial eller metall. I båda fallen uppnås att ventilkroppen 15 vid uppbyggnad av över- tryck i kammaren 6 är förspänd i riktning mot utrymningsläget i fig. 3, genom den inneboende elasticiteten i ventilkroppen eller i dess kärndel.

Genom ventilkroppens förskjutning mot inloppet 7 öppnas kammaren 6 för utrym- ning av övertrycket via utloppet 9. Det inses att sätet och ventilkroppen lämpligen är dimensionerade för att ventilkroppen skall ha en kort slaglängd för att i minsta möjliga mån konsumera det övertryck som har alstras i kammaren 6 under upp- byggnadsfasen.

Med hänvisning till ñg. 4 visas anordningen i ett läge vari övertrycket är utrymt ur kammaren 6 och ett tryck lägre än atmosfärtryck fortfarande råder i systemet ned- ströms kammaren 6. Vid detta tryckförhållande öppnar envägsventilen 10 för in- släpp av atmosfärtryck AP via öppningen ll in till kammaren 6. Envägsventilen 10 kan såsom i utföringsexemplet innefatta en ventilklaff som är vridbart lagrad på kammarväggens insida intill öppningen 11. Envägsventilen 10 kan alternativt ut- göras av en flexibel ventilklaff som böjer eller viker sig för tryckskillnaden mellan kammaren och omgivande atmosfär. Härmed uppnås att obegränsad luftmängd står till buds för att bryta undertrycket i vakuumgriporganet 5.

Till kammaren 6 leder en ílödesförbindelse 12 för anslutning av en extern kammare 13, vilken via anslutningen 12 står i direkt förbindelse med kammaren 6. Den ex- 10 15 20 25 *äEi-'š tema kammaren 13 följ er kammaren 6 slaviskt för uppbyggnad och utrymning av övertryck från kamrarna 6 och 13. Härigenom kan tillgänglig övertrycksvolym en- kelt anpassas till olika behov genom anslutning av en extern kammare 13 av lämp- lig volym.

För anpassning av övertrycksvolymen är det alternativt även tänkbart att utforma huset 14 för reglering av volymen i kammaren 6, exempelvis genom en i huset ingå.- ende flyttbar vägg, eller genom en i kammaren 6 införbar dödvolym.

Anordningen innefattande huset 14 med kammaren 6 och ingående ventilelement kan utgöra en till vakuumgeneratorn anslutbar separat del, och kan alternativt vara integrerad i vakuumgeneratorns konstruktion.

Den anvisade lösningen för aktiv frigöring av ett gripet föremål karaktäriseras av en inledande forcerad tryckökning kombinerad med en efterföljande självdriven utjäm~ ning till atmosfärtryck i vakuumgriporganet. Härmed uppnås att frigöringsmomen- tet kan förkortas också í samband med ömtàliga föremål som fordrar en skonsam frigöring från vakuumgriporganet.

Den anvisade lösningen är vidare ytterst energisnål, eftersom ingen kompressor kraft krävs och ingen tryckluft förbrukas under frigöringsmomentet.

Uppfinningen definieras i anslutande patentkrav, vilka inrymmer nämnda och andra modifieringar av uppfinningen som för fackmannen är uppenbara med led- ning av ovanstàende beskrivning.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 ”l S? PATENTKRAV

1. Tryckluftsdriven vakuumgenerator inrättad för att försörja ett vakuumgriporgan med undertryck, vari en kammare (6) är tillordnad vakuumgeneratorn och anord- nad att bringas i flöclesförbindelse (9) med vakuumgríporganet via en av övertryck påverkad ventil (15) som är anordnad att vid stängning av tryckluftflödet (P) öppna nämnda förbindelse (9) till vakuumgriporganet i och för utrymning av ett i kamma- ren uppbyggt övertryck till vakuumgriporganet, kännetecknad av att nämnda kammare (6) i tillägg uppvisar en flödesförbindelse (11) till omgivande atmosfär, och av att i den tillkommande flödesförbindelsen (11) är anordnad en envägsventil (10) som är inrättad att öppna förbindelsen (11) till atmosfär som resultat av att luft- trycket i kammaren (6) understiger atmosfärtrycket.

2. Tryckluftsdriven vakuumgenerator enligt krav 1, kännetecknad av att kammaren (6) uppvisar en anslutning (12) för förbindning av kammaren med en extern över- trycksvolym (13).

3. Tryckluftsdriven vakuumgenerator enligt krav 2, kännetecknad av att den ex- terna övertiycksvolymen utgörs av en tillkommande kammare (13) vilken i ventilens (15) första läge bringas i flödesförbindelse med tryckluftflödet (P) via kammaren (6), och vilken i ventilens (15) andra läge via kammaren (6) bringas i flödesförbindelse med vakuumgriporganet.

4. Tryckluftsdriven vakuumgenerator enligt något av föregående krav, nad av att kammaren (6) innefattar ett inlopp (7) i flödesförbindelse med tryckluft- flödet (P) och ett utlopp (9) i flödesförbindelse med vakuumgriporganet, samt att ventilen (15) är anordnad mellan inloppet (7) och utloppet (9) och inrättad att i ett första ventilläge öppna inloppet och stänga utloppet när ventilen (15) belastas av tryckluftflödet (P), samt att i ett andra ventilläge stänga inloppet och öppna utloppet när ventilen istället belastas av det i kammaren (6) uppbyggda övertrycket _

5. Tryckluftsdriven vakuumgenerator enligt krav 4, av att ventilen (15) innefattar en i ett säte (16) rörlig ventilkropp (15) med en sugsida tätande mot kammarens utlopp (9) i det första ventilläget och en trycksida tätande mot kamma- rens inlopp (7) i det andra ventilläget. 10 15 20 'ifiši 10

6. Tryckluftsdriven vakuumgenerator enligt krav 5, kännetecknad av att ventilkrop- pen (15) i området av sin sugsida uppbär en runtom gående och flexibel krage (20) vilken år dimensionerad att i ventilkroppens (15) andra läge täta mot insidan av sätet (16) genom det i kammaren uppbyggda övertrycket.

7. Tryckluftsdriven vakuumgenerator enligt krav 5 eller 6, kännetecknad av att ventilkroppen (15) i sin utsida uppvisar åtminstone en axiell passage (19) för tryckluftflöde (P) in till kammaren (6) iventilkroppens (15) första läge.

8. Tryckluftsclriven vakuumgenerator enligt något av föregående krav, kännetecknad av att envägsventilen (10) innefattar en ventilklaff.

9. Tryckluftsdriven vakuumgenerator enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kammaren (6) är integrerad i vakuumgeneratorn.

10. Tryckluftsdriven vakuumgenerator enligt något av föregående krav, kännetecknad av att kammaren (6) står i flödesförbindelse med vakuumgriporganet via en sugkanal (4) genom vilken vakuumgriporganet (5) försörjs med undertryck från vakuumgeneratorn.