DE102022110635A1

DE102022110635A1 - Vakuumerzeugervorrichtung

Info

Publication number: DE102022110635A1
Application number: DE102022110635.7A
Authority: DE
Inventors: Georg Preisenberger; Marco Kunze
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2022-05-02
Filing date: 2022-05-02
Publication date: 2023-11-02
Also published as: CN116989014A; KR20230154765A; US20230349480A1; TW202409430A

Abstract

Es wird eine Vakuumerzeugervorrichtung (1) vorgeschlagen, die mindestens eine Vakuumerzeugereinheit (2) aufweist, die über einen Grundkörper (31) und ein in einer Hauptrichtung (26a) daran angesetztes, mit einem Schalldämpfer (33) bestücktes Schalldämpfergehäuse (32) verfügt. Eine sich in dem Grundkörper (31) erstreckende Ejektoreinheit (42) kommuniziert einerseits mit einem zur Drucklufteinspeisung ausgebildeten Lufteinblaskanal (54) und andererseits mit einem im Schalldämpfergehäuse (32) ausgebildeten Luftausblaskanal (58). Ein mit einer Absaugzone (47) der Ejektoreinheit (42) verbundener Vakuumkanal (63) durchsetzt das Schalldämpfergehäuse(32) und mündet an einer Vakuumabgriffsöffnung (3) an einer in der Hauptrichtung (26a) orientierten Vakuumabgriffsfläche (64) des Schalldämpfergehäuses (32) aus. Der Luftausblaskanal (58) mündet an einer bezüglich der Hauptachse senkrecht orientierten Luftaustrittsfläche (61) mit einer Luftaustrittsöffnung (62) aus.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumerzeugervorrichtung, mit mindestens einer Vakuumerzeugereinheit, die sich in einer Hauptrichtung entlang einer imaginären Hauptachse erstreckt und die einen von einem Lufteinblaskanal durchsetzten Grundkörper und ein in einem Fügebereich in der Hauptrichtung an den Grundkörper angesetztes, einen Schalldämpfer enthaltendes Schalldämpfergehäuse aufweist,
wobei sich in dem Grundkörper mit zu der Hauptachse paralleler Ejektor-Längsachse eine Ejektoreinheit erstreckt, die eine mit dem Lufteinblaskanal fluidisch verbundene Strahldüse, eine Fangdüse und eine zwischen der Strahldüse und der Fangdüse angeordneten Absaugzone aufweist,
wobei die Absaugzone der Ejektoreinheit über einen Vakuumkanal mit einer den Abgriff eines Vakuums ermöglichenden, an einer äußeren Vakuumabgriffsfläche der Vakuumerzeugereinheit angeordneten Vakuumabgriffsöffnung kommuniziert,
und wobei sich an die Fangdüse ein das Schalldämpfergehäuse und den darin befindlichen Schalldämpfer durchsetzender Luftausblaskanal anschließt, der in dem Schalldämpfergehäuse einen um 90 Grad umgelenkten Verlauf hat und mit einer Luftaustrittsöffnung an einer Luftaustrittsfläche des Schalldämpfergehäuses zur Umgebung ausmündet.
Eine aus der DE 44 91 977 C1 bekannte Vakuumerzeugervorrichtung dieser Art besteht aus einer Vakuumerzeugereinheit, die einen Grundkörper und ein in einer Hauptachsrichtung an den Grundkörper angesetztes Schalldämpfergehäuse aufweist. In dem Grundkörper erstreckt sich in der Hauptachsrichtung eine Ejektoreinheit, die zur Gänze in dem Grundkörper aufgenommen ist und die eine mit einem Lufteinblaskanal verbundene Strahldüse sowie eine sich an die Strahldüse anschließende, ausgangsseitig mit einem Luftausblaskanal kommunizierende Fangdüse aufweist. Im Betrieb der Vakuumerzeugereinheit in den Lufteinblaskanal eingespeiste Druckluft durchströmt die Ejektoreinheit, wobei sie in einer zwischen der Saugdüse und der Fangdüse angeordneten Absaugzone ein Vakuum erzeugt, das an einer Vakuumabgriffsöffnung abgreifbar ist, die außen an der Vakuumerzeugereinheit an einer Vakuumabgriffsfläche ausgebildet ist und über einen Vakuumkanal mit der Absaugzone kommuniziert. Mit dem Vakuum lässt sich beispielsweise ein Sauggreifer betreiben. Die an der Fangdüse austretende Druckluft durchströmt einen durch einen Schalldämpfer hindurchführenden Luftausblaskanal, sodass das Luftaustrittsgeräusch der an einer Luftaustrittsöffnung ausströmenden Druckluft minimiert wird. Eine mit der Luftaustrittsöffnung versehene Luftaustrittsfläche des Schalldämpfergehäuses hat die gleiche Orientierung wie die Vakuumabgriffsfläche, wobei der Luftausblaskanal innerhalb des Schalldämpfergehäuses einen um 90 Grad umgelenkten Verlauf hat. Die Vakuumabgriffsfläche mit der Vakuumabgriffsöffnung ist an einem Deckelkörper ausgebildet, der unabhängig von dem Schalldämpfergehäuse an dem Grundkörper befestigt ist.
Aus der DE 10 2006 027 250 A1 ist eine Vakuumerzeugereinheit bekannt, die einen einstückigen Grundkörper aufweist, an dem außen eine Ejektoreinheit angeordnet ist. Eine Strahldüse der Ejektoreinheit ist mit einem den Grundkörper durchsetzenden Lufteinblaskanal verbunden. Ein sich an eine Fangdüse anschließender Luftausblaskanal durchsetzt ebenso den Grundkörper wie ein Vakuumkanal, der einerseits mit einer Absaugzone der Ejektoreinheit verbunden ist und andererseits mit mindestens einer am Grundkörper ausgebildeten Vakuumabgriffsöffnung kommuniziert. Innerhalb des einstückigen Grundkörpers ist im Verlauf des Luftausblaskanals ein Schalldämpfer angeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumerzeugervorrichtung zu schaffen, die bei einfachem und kompaktem Aufbau einen günstigen Abgriff des erzeugten Vakuums ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vakuumerzeugervorrichtung in Verbindung mit den eingangs genannten Merkmalen vorgesehen, dass der Vakuumkanal das bezüglich des Grundkörpers gesonderte Schalldämpfergehäuse in der Hauptrichtung der Vakuumerzeugereinheit durchsetzt, wobei die Vakuumabgriffsfläche zusammen mit der Vakuumabgriffsöffnung in der Hauptrichtung orientiert und an einer von dem Grundkörper in der Hauptrichtung abgewandten Stirnseite des Schalldämpfergehäuses ausgebildet ist und wobei die Luftaustrittsfläche zusammen mit der Luftaustrittsöffnung mit einer zu der Hauptachse senkrechten Orientierung ebenfalls an dem Schalldämpfergehäuse ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Vakuumerzeugervorrichtung enthält eine oder mehrere Vakuumerzeugereinheiten, mit denen jeweils nach dem Saugdüsenprinzip ein an einer Vakuumabgriffsöffnung abgreifbares Vakuum erzeugbar ist. Die mindestens eine Vakuumerzeugereinheit enthält eine Ejektoreinheit, die wenigstens teilweise in dem Grundkörper aufgenommen ist und zur Erzeugung des Vakuums von Druckluft durchströmbar ist. Die Vakuumerzeugereinheit erstreckt sich in einer als Hauptrichtung bezeichneten Achsrichtung einer Hauptachse der Vakuumerzeugereinheit, also in der gleichen Richtung, in der ein mit einem Schalldämpfer ausgestattetes Schalldämpfergehäuse als separate Komponente an den Grundkörper angebaut ist. Die im Betrieb der Vakuumerzeugereinheit aus der Fangdüse der Ejektoreinheit austretende Druckluft wird in einem Luftausblaskanal innerhalb des Schalldämpfergehäuses um 90 Grad umgelenkt und tritt mit zu der Hauptachse senkrechter Orientierung an der entsprechend ausgerichteten Luftaustrittsöffnung aus, die sich an einer als Luftaustrittsfläche bezeichneten Außenfläche des Schalldämpfergehäuses befindet. Ein mit einer Absaugzone der Ejektoreinheit kommunizierender Vakuumkanal durchsetzt ebenfalls das Schalldämpfergehäuse und mündet an einer in der Hauptrichtung orientierten Vakuumabgriffsöffnung des Schalldämpfergehäuses aus, wobei sich diese Vakuumabgriffsöffnung an einer als Vakuumabgriffsfläche bezeichneten Außenfläche des Schalldämpfergehäuses befindet, die an einer vom Grundkörper axial abgewandten Stirnseite des Schalldämpfergehäuses angeordnet ist. Es sind also sowohl die Luftaustrittsöffnung als auch die Vakuumabgriffsöffnung kostengünstig und platzsparend im Schalldämpfergehäuse ausgebildet, noch dazu in einer sich um 90 Grad voneinander unterscheidenden Ausrichtung, sodass der an der Luftaustrittsöffnung austretende Abluftstrahl keine negativen Einflüsse auf Handhabungen in der näheren Umgebung der Vakuumabgriffsöffnung ausüben kann. Selbst wenn also beispielsweise Sauggreifmaßnahmen in unmittelbarer Nähe der Vakuumabgriffsöffnung stattfinden, können diese von einem durch den Schalldämpfer hindurch austretenden Luftstrahl nicht gestört werden. Der quer zur Hauptachse orientierte Luftaustritt erlaubt überdies die Realisierung einer großen Schalldämpferlänge mit entsprechend hoher Schalldämpfwirkung, ohne die Baulänge der Vakuumerzeugereinheit in der Hauptrichtung zu vergrößern. Die Kanalumlenkung um 90 Grad des Luftaustrittskanals befindet sich zweckmäßigerweise in einem sich zwischen der Ejektoreinheit und dem Schalldämpfer erstreckenden Längenabschnitt des Luftaustrittskanals.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Der Luftausblaskanal erstreckt sich zweckmäßigerweise zur Gänze innerhalb des Schalldämpfergehäuses. Vorzugsweise hat er einen sich an die Fangdüse anschließenden Lufteintritts-Kanalabschnitt, der sich in der Hauptrichtung der Vakuumerzeugereinheit erstreckt, einen sich an den Lufteintritts-Kanalabschnitt anschließenden Umlenkabschnitt und einen auf den Umlenkabschnitt folgenden, zur Luftaustrittsöffnung führenden Luftaustritts-Kanalabschnitt. Der Luftaustritts-Kanalabschnitt verläuft zweckmäßigerweise durchgängig in einer zur Hauptrichtung orthogonalen Richtung. Der Umlenkabschnitt definiert den um 90 Grad umgelenkten Kanalverlauf, wobei er insbesondere bogenförmig gestaltet ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Lufteintritts-Kanalabschnitt des Luftausblaskanals und der Vakuumkanal in dem Schalldämpfergehäuse mit einem zueinander parallelen Verlauf und dabei in einer Höhenrichtung übereinander angeordnet. Die Höhenrichtung ist durch die Achsrichtung einer imaginären Hochachse bestimmt, die orthogonal zu der Hauptachse ausgerichtet ist. Wenn die Vakuumerzeugereinheit mit vertikaler Hochachse ausgerichtet ist, erstrecken sich der Lufteintritts-Kanalabschnitt des Luftausblaskanals und der Vakuumkanal in dem Schalldämpfergehäuse vertikal übereinander.
Die Luftaustrittsfläche ist einschließlich der Luftaustrittsöffnung zweckmäßigerweise in der vorstehend erläuterten Höhenrichtung der Vakuumerzeugereinheit orientiert. Bei mit vertikaler Höhenrichtung ausgerichteter Vakuumerzeugereinheit wird die Druckluft abhängig davon, ob sich die Luftaustrittsfläche oben oder unten am Schalldämpfergehäuse befindet, nach oben oder nach unten ausgeblasen. Die Anordnung an der Oberseite mit dem Resultat einer nach oben ausgeblasenen Druckluft ist bevorzugt.
Zu Gunsten einer guten Schalldämpfwirkung ist es vorteilhaft, wenn zwischen dem Ausgang der Fangdüse und der Luftaustrittsfläche des Schalldämpfergehäuses quer zu der Hauptachse ein relativ großer Abstand vorliegt, der die Integration eines verhältnismäßig langen Schalldämpfers ermöglicht. Damit dennoch die in der Abstandsrichtung gemessenen Abmessungen des Schalldämpfergehäuses kompakt bleiben, ist es zweckmäßig, wenn die Ejektoreinheit nahe bei einer der Luftaustrittsfläche entgegengesetzten Außenfläche der Vakuumerzeugereinheit in den Luftausblaskanal einmündet. Der Vakuumkanal erstreckt sich in diesem Fall zweckmäßigerweise in einem zwischen der Ejektoreinheit und der Luftaustrittsfläche befindlichen Bereich und dabei insbesondere in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Ejektoreinheit. Insbesondere bei einer solchen Konstellation ist es vorteilhaft, wenn sich der Luftausblaskanal und der Vakuumkanal innerhalb des Schalldämpfergehäuses ohne gegenseitige Kommunikation in einem Kreuzungsbereich kreuzen. Der um 90 Grad umgelenkte Verlauf des Luftausblaskanals, der weiter oben auch als Umlenkabschnitt bezeichnet wurde, befindet sich zweckmäßigerweise in dem Kreuzungsbereich.
Das Kreuzen der beiden Kanäle erfolgt bevorzugt derart, dass der Luftausblaskanal in dem Kreuzungsbereich in zwei den Vakuumkanal auf einander gegenüberliegenden Seiten passierende Kanaläste aufgeteilt ist, die stromab und stromauf des passierten Luftausblaskanals in jeweils einer Kanalzweigstelle miteinander verbunden sind. Die bei der Vakuumerzeugung hervorgerufene Luftabsaugströmung verzweigt sich somit in einem dem Luftausblaskanal zur Vakuumabgriffsöffnung hin vorgelagerten Bereich in zwei Teilströmungen, die den Luftausblaskanal auf entgegengesetzten Seiten passieren und sich anschließend wieder vor dem Erreichen der Absaugzone der Ejektoreinheit vereinigen.
Wie sich gezeigt hat, ist die vorstehend erläuterte Verzweigung günstiger als eine umgekehrte Anordnung, bei der sich der Luftausblaskanal verzweigt, um den Vakuumkanal zu passieren. Gleichwohl ist eine solche Ausgestaltung durchaus ebenfalls möglich.
Als besonders günstig wird eine plattenartig flache Formgebung der mindestens einen Vakuumerzeugereinheit angesehen. Diese resultiert daraus, dass die Abmessungen der Vakuumerzeugereinheit in einer zu der Hauptrichtung orthogonalen, einer imaginären Querachse folgenden Querrichtung - im Folgenden auch als Baubreite bezeichnet - geringer sind als die im Folgenden auch als Baulänge bezeichneten Abmessungen in der Hauptrichtung und die im Folgenden auch als Bauhöhe bezeichneten Abmessungen in einer Höhenrichtung, die einer zu der Hauptachse und zu der Querachse orthogonalen Hochachse folgt. Bevorzugt ist die Bauhöhe ebenfalls geringer als die Baulänge der Vakuumerzeugereinheit.
Die Ejektoreinheit kann über ihre gesamte Länge hinweg in dem Grundkörper aufgenommen sein. Bevorzugt wird allerdings ein Aufbau, bei dem die Ejektoreinheit nur mit einer der Strahldüse zugeordneten Teillänge im Grundkörper aufgenommen ist und sich im Übrigen im Schalldämpfergehäuse erstreckt. Dies eröffnet vorteilhafte Möglichkeiten zur Unterbringung weiterer funktioneller Komponenten in dem möglichst kompakt zu haltenden Grundkörper. Die Ejektoreinheit hat insbesondere einen die Strahldüse aufweisenden ersten Längenabschnitt und einen sich daran anschließenden, zumindest eine Teillänge und insbesondere nur eine Teillänge der Fangdüse aufweisenden zweiten Längenabschnitt, wobei die Ejektoreinheit den Fügebereich durchquert und zum einen mit dem ersten Längenabschnitt im Grundkörper und zum anderen mit dem zweiten Längenabschnitt in dem Schalldämpfergehäuse aufgenommen ist.
Zweckmäßigerweise ist die Ejektoreinheit in einen sich in der Hauptrichtung erstreckenden Aufnahmeraum eingesetzt, der sich aus einer im Grundkörper ausgebildeten und zu dem Fügebereich ausmündenden ersten Aufnahmevertiefung sowie einer damit fluchtenden, in dem Schalldämpfergehäuse ausgebildeten und ebenfalls zu dem Fügebereich ausmündenden zweiten Aufnahmevertiefung zusammensetzt. Die beiden Aufnahmevertiefungen gehen somit in dem Fügebereich ineinander über. Die Ejektoreinheit ist mit ihrem ersten Längenabschnitt in einer bezüglich des Grundkörpers abgedichteten Weise in die erste Aufnahmevertiefung eingesetzt, während der zweite Längenabschnitt in einer bezüglich des Schalldämpfergehäuses abgedichteten Weise in die zweite Aufnahmevertiefung eingesetzt ist. Zur jeweiligen Abdichtung kann ein die Ejektoreinheit umschließender Dichtungsring vorgesehen sein.
Es ist zweckmäßig, wenn im Verlauf des Vakuumkanals ein bewegliches Rückschlagventilglied angeordnet ist, das eine Luftströmung in Richtung zur Absaugzone zulässt und in der Gegenrichtung sperrt. Dadurch wird ein längeres Aufrechterhalten eines erzeugten Vakuums in Fällen begünstigt, in denen zur Energieeinsparung das Einblasen von Druckluft in die Strahldüse unterbrochen ist. Die bezüglich des Grundkörpers separate Ausgestaltung des Schalldämpfergehäuses bietet die vorteilhafte Möglichkeit, das Rückschlagventil in dem Fügebereich zwischen dem Grundkörper und dem Schalldämpfergehäuse anzuordnen, was eine einfache Montage und sichere Fixierung des Rückschlagventilglieds ermöglicht. Bei dem Rückschlagventilglied handelt es sich insbesondere um eine partiell zwischen dem Grundkörper und dem Schalldämpfergehäuse eingespannte verschwenkbare Rückschlagklappe, die insbesondere aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften besteht.
Bevorzugt ist die mindestens eine Vakuumerzeugereinheit mit Mitteln ausgestattet, die bei Bedarf ein rasches Aufheben des im Vakuumkanal erzeugten Unterdruckes erlauben. Dadurch können mittels eines an der Vakuumabgriffsöffnung angeschlossenen Sauggreifers festgehaltene Objekte bei Bedarf sehr schnell wieder abgelegt bzw. abgeworfen werden. Derartige Maßnahmen sehen insbesondere vor, dass der Vakuumkanal im Schalldämpfergehäuse mit einem Belüftungskanal kommuniziert, durch den hindurch der Vakuumkanal mit Überdruck beaufschlagbar ist. Der Belüftungskanal hat einen im Grundkörper verlaufenden ersten Kanalabschnitt sowie einen im Schalldämpfergehäuse verlaufenden zweiten Kanalabschnitt, wobei dieser zweite Kanalabschnitt mit seinem einen Ende in dem Fügebereich in den ersten Kanalabschnitt übergeht und an seinem anderen Ende in den Vakuumkanal mündet. Die Überdruckbeaufschlagung des Vakuumkanals kann folglich aus dem Grundkörper heraus stattfinden.
Im Betrieb wird die aktive Belüftung des Vakuumkanals regelmäßig impulsartig mit einem kurzen Überdruckimpuls ausgeführt werden, der im Folgenden auch als Abwurfimpuls bezeichnet wird, weil er dazu beiträgt, ein mittels eines Sauggreifers festgehaltenes Objekt abzuwerfen.
Bevorzugt ist in den Verlauf des zweiten Kanalabschnittes des Belüftungskanals im Schalldämpfergehäuse eine Drosselstelle eingeschaltet, die über ein zur veränderlichen Einstellung einer Drosselungsintensität geeignetes, verstellbar im Schalldämpfergehäuse angeordnetes Drosselglied verfügt. Ein solches Drosselglied ist insbesondere als eine Drosselschraube ausgebildet, die von außerhalb der Vakuumerzeugereinheit her zugänglich und verstellbar ist. Mit dem Drosselglied kann die Intensität des Abwurfimpulses eingestellt werden, um den Eigenschaften eines durch einen Sauggreifer handzuhabenden Objektes individuell Rechnung tragen zu können.
Es ist von Vorteil, wenn der im Vakuumkanal herrschende Luftdruck überwacht werden kann. Um dies zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, wenn der Vakuumkanal in dem Schalldämpfergehäuse mit einem Sensorkanal kommuniziert, der sich durch den Fügebereich hindurch auch im Grundkörper der Vakuumerzeugereinheit erstreckt und zu einem in dem Grundkörper aufgenommenen Drucksensor führt. Der Sensorkanal kann im Schalldämpfergehäuse direkt in den Vakuumkanal münden, wobei er allerdings im Falle des Vorhandenseins eines Belüftungskanals zweckmäßigerweise mit diesem Belüftungskanal kommuniziert, in dem der gleiche Druck herrscht wie im Vakuumkanal. Der Drucksensor wird insbesondere zur Überwachung eines gewünschten Unterdruckes eingesetzt.
Der Drucksensor ist vorzugsweise auf einer im Folgenden auch als Sensorplatine bezeichneten Platine montiert, die in dem Grundkörper fixiert ist. Auf der Sensorplatine kann eine Auswerteelektronik sitzen, die die vom Drucksensor ermittelten Druckwerte auswertet und ergebnisabhängige Maßnahmen hervorruft, beispielsweise ein automatisiertes Ein- und Ausschalten einer Drucklufteinspeisung bezüglich des Lufteinblaskanals zur Realisierung einer Luftsparschaltung. Auch Diagnosefunktionen können in der Auswerteelektronik implementiert sein. Vorzugsweise ist die Auswerteelektronik über die Sensorplatine mit einer externen oder als Bestandteil der Vakuumerzeugervorrichtung ausgebildeten internen elektronischen Steuereinheit kommunikativ verbunden, durch die die Funktion der Vakuumerzeugereinheit grundsätzlich gesteuert wird.
Das Schalldämpfergehäuse enthält zweckmäßigerweise einen Gehäusehauptkörper, in dem eine Aufnahmekammer ausgebildet ist, die den Schalldämpfer aufnimmt und die durch einen am Gehäusehauptkörper fixierten Gehäusedeckel verschlossen ist, in dem die Luftaustrittsöffnung ausgebildet ist. Der Gehäusedeckel ist beispielsweise durch eine Schnappverbindung oder eine Schweißverbindung mit dem Gehäusehauptkörper verbunden. Insgesamt besteht das Schalldämpfergehäuse zweckmäßigerweise aus einem Kunststoffmaterial.
Für den Schalldämpfer empfiehlt sich eine hülsenförmige Bauart mit einem hülsenförmigen Schalldämpfkörper, in dem sich ein einen Längenabschnitt des Luftausblaskanals bildender Schalldämpferkanal längs erstreckt. Bevorzugt ist der Schalldämpfer von einem offenen Typ, bei dem der Schalldämpferkanal axial beidseits offen ist, sodass die ausgeblasene Druckluft axial durch den Schalldämpfer hindurchströmt. Der Schalldämpfer hat bevorzugt eine im Vergleich zu seinem Außendurchmesser größere Länge und er ist insbesondere mit zur Hauptachse der Vakuumerzeugereinheit orthogonaler Ausrichtung seiner Längsrichtung in dem Schalldämpfergehäuse angeordnet, wodurch in der Hauptrichtung der Vakuumerzeugereinheit eine kompakte Baulänge realisierbar ist.
Mit Ausnahme der Luftaustrittsfläche hat zweckmäßigerweise keine weitere Außenfläche des Schalldämpfergehäuses eine Luftaustrittsöffnung. Dies begünstigt ein zielgerichtet unbedenkliches Ausblasen der Abluft. Was die Luftaustrittsöffnung anbelangt, kann selbige aus einer einzigen Öffnung bestehen oder sich aus mehreren voneinander getrennten Teilöffnungen zusammensetzen.
Jede Vakuumerzeugereinheit ist zweckmäßigerweise mit einer elektrisch betätigbaren Vakuum-Steuerventileinrichtung ausgestattet, die zur Steuerung einer Druckluftbeaufschlagung des Lufteinblaskanals ausgebildet ist. Die Vakuum-Steuerventileinrichtung ist insbesondere in der Lage, wahlweise eine Zufuhr von Druckluft in den Lufteinblaskanal hervorzurufen oder die Druckluftzufuhr zu unterbrechen. Optional kann die Möglichkeit einer Entlüftung des Lufteinblaskanals durch die Vakuum-Steuerventileinrichtung vorgesehen sein, insbesondere in Fällen, in denen kein gesonderter Belüftungskanal vorhanden ist. Die Vakuum-Steuerventileinrichtung ist zweckmäßigerweise an dem Grundkörper angebracht, der dafür über eine geeignete Ventilbestückungsfläche verfügt, an der der Lufteinblaskanal mit seinem der Strahldüse entgegengesetzten Ende zur Verbindung mit der montierten Vakuum-Steuerventileinrichtung ausmündet.
Mit einem bevorzugt vorhandenen Belüftungskanal ist die Vakuum-Steuerventileinrichtung zweckmäßigerweise ebenfalls verbunden, wobei sie in der Lage ist, eine Steuerung der Druckluftbeaufschlagung des Belüftungskanals und somit auch des mit dem Belüftungskanal kommunizierenden Vakuumkanals zu steuern, um das Vakuum bei Bedarf aufzuheben. Diese Steuerung besteht insbesondere darin, entweder Druckluft in den Belüftungskanal einzuspeisen oder diese Einspeisung zu unterbrechen und den Belüftungskanal abzusperren.
Die gesteuerte Druckluftbeaufschlagung des Lufteinblaskanals und des Belüftungskanals erfolgt in aufeinander abgestimmter Weise. Die Vakuum-Steuerventileinrichtung kann hierzu beispielsweise als ein 3/3-Wegeventil ausgebildet sein, das als weitere Schaltstellung eine Absperrstellung hat, in der weder der Lufteinblaskanal noch der Belüftungskanal mit Druckluft beaufschlagt ist.
Bei der Vakuum-Steuerventileinrichtung handelt es sich insbesondere um ein elektropneumatisch vorgesteuertes Wegeventil.
Eine die Vakuum-Steuerventileinrichtung tragende Ventilbestückungsfläche des Grundkörpers hat zweckmäßigerweise die gleiche Ausrichtung wie die Luftaustrittsfläche des Schalldämpfergehäuses. Bei einer möglichen Gebrauchslage der Vakuumerzeugereinheit kann somit die Vakuum-Steuerventileinrichtung an einer Oberseite der betreffenden Vakuumerzeugereinheit angeordnet sein, an der sich auch die Luftaustrittsöffnung für die Abluft der Ejektoreinheit befindet.
Bei einer möglichen Ausgestaltung besteht die Vakuumerzeugervorrichtung aus einer einzigen Vakuumerzeugereinheit, sodass man von einer Vakuumerzeugervorrichtung in Form einer Stand-Alone-Vakuumerzeugereinheit sprechen kann. Eine demgegenüber bevorzugte Ausgestaltung sieht jedoch vor, dass die Vakuumerzeugervorrichtung eine Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten aufweist, die in einer Vakuumerzeugerbaugruppe zusammengefasst und so aneinander befestigt sind, dass eine einheitliche Handhabung möglich ist. Dabei sind die mehreren Vakuumerzeugereinheiten in einer orthogonal zu der Hauptrichtung verlaufenden Aneinanderreihungsrichtung aneinandergereiht und mechanisch miteinander verbunden, beispielsweise mittels mehrerer die Grundkörper durchziehender Zuganker. Es handelt sich insbesondere um eine lösbare Verbindung. Die Grundkörper der aneinandergereihten Vakuumerzeugereinheiten sind von einem zur Verbindung mit einer externen Druckluftquelle ausgebildeten gemeinsamen Speisekanal durchsetzt, der als Baugruppen-Speisekanal bezeichnet sei und der in jeder Vakuumerzeugereinheit mit deren Vakuum-Steuerventileinrichtung verbunden ist, um die zur Steuerung einer Druckluftbeaufschlagung des Lufteinblaskanals und optional eines Belüftungskanals benötigte Druckluft bereitzustellen.
Die Vakuumerzeugervorrichtung kann als Funktionseinheiten ausschließlich eine oder mehrere Vakuumerzeugereinheiten enthalten. Zur Bewältigung vielfältiger Steuerungsaufgaben kann die Vakuumerzeugervorrichtung und insbesondere die Vakuumerzeugerbaugruppe allerdings nicht nur mit Vakuumerzeugereinheiten als Funktionseinheiten ausgestattet sein, sondern als weitere Funktionseinheit(en) zusätzlich über eine oder mehrere Ventileinheiten verfügen, die nicht zur Vakuumerzeugung dienen, sondern eine pneumatische Ansteuerung von Pneumatikantrieben ermöglichen, beispielsweise von mit Druckluft betätigten Linearantrieben.
Bevorzugt sind die optionalen Ventileinheiten gemeinsam mit den Vakuumerzeugereinheiten in der Aneinanderreihungsrichtung aneinandergereiht und in die Vakuumerzeugerbaugruppe integriert. Der Baugruppen-Speisekanal durchsetzt auch jede Ventileinheit, um eine elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung der Ventileinheit mit Druckluft zu versorgen, die ausgebildet ist, um die Druckluftbeaufschlagung mindestens eines in der Ventileinheit ausgebildeten Arbeitskanals zu steuern, der zur fluidischen Verbindung mit dem anzusteuernden Pneumatikantrieb ausgebildet ist.
Innerhalb der Vakuumerzeugerbaugruppe können die Vakuumerzeugereinheiten und die Ventileinheiten jeweils zu eigenen Funktionseinheitengruppen aneinandergesetzt sein, was erforderliche Anschlussmaßnahmen vereinfacht. Prinzipiell ist die Reihenfolge von in der Vakuumerzeugerbaugruppe enthaltenen Vakuumerzeugereinheiten und Ventileinheiten jedoch vorzugsweise frei konfigurierbar.
Es ist vorteilhaft, wenn die in der Vakuumerzeugerbaugruppe aneinandergereihten Vakuumerzeugereinheiten und Ventileinheiten zusätzlich von mindestens einem mit der Atmosphäre kommunizierenden gemeinsamen Entlüftungskanal durchsetzt sind, der als Baugruppen-Entlüftungskanal bezeichnet sei und der zumindest in jeder Ventileinheit mit deren Steuerventileinrichtung fluidisch verbunden ist, um eine Entlüftung anzusteuernder Pneumatikantriebe durch einen gemeinsamen Entlüftungskanal der Vakuumerzeugerbaugruppe hindurch zu ermöglichen. Die Vakuumerzeugereinheiten sind von dem mindestens einen Baugruppen-Entlüftungskanal zweckmäßigerweise funktionslos durchsetzt, ohne dass eine Fluidverbindung zu den Vakuum-Steuerventileinrichtungen der Vakuumerzeugereinheiten vorliegt. Sofern die Vakuum-Steuerventileinrichtungen der Vakuumerzeugereinheiten eine Entlüftungsfunktion haben, kann selbstverständlich auch innerhalb der Vakuumerzeugereinheiten eine Fluidverbindung zwischen der Vakuum-Steuerventileinrichtung und mindestens einem Baugruppen-Entlüftungskanal vorliegen.
Für die Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Vakuum-Steuerventileinrichtungen und der optionalen Steuerventileinheiten der optionalen Ventileinheiten ist es vorteilhaft, wenn die innerhalb der Vakuumerzeugerbaugruppe aneinandergereihten Vakuumerzeugereinheiten und - optional - Ventileinheiten in der Aneinanderreihungsrichtung von einem elektrischen Kommunikationsstrang durchsetzt sind, der mit sämtlichen (Vakuum-)Steuerventileinrichtungen elektrisch verbunden ist und eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer internen oder externen elektronischen Steuereinheit aufweist, die elektrische Steuersignale für die Ansteuerung der Komponenten der Vakuumerzeugerbaugruppe bereitstellt.
Der Fügebereich zwischen dem Grundkörper und dem Schalldämpfergehäuse ist zweckmäßigerweise durch eine zu der Hauptachse senkrechte Fügeebene definiert. Diese Fügeebene ergibt sich aus einer am Grundkörper angeordneten, zu der Hauptachse orthogonalen Anbaufläche und einer an dieser Anbaufläche anliegenden, am Schalldämpfergehäuse ausgebildeten Montagefläche. In der Fügeebene sind zweckmäßigerweise Abdichtmaßnahmen vorgesehen, um den Fügebereich durchsetzende Fluidkanäle zur Umgebung hin und auch einander gegenüber abzudichten.
Zur Befestigung des Schalldämpfergehäuses am Grundkörper dienende Maßnahmen sind grundsätzlich beliebig, enthalten zweckmäßigerweise aber mindestens eine Schraubverbindung, die bei Bedarf auch wieder leicht lösbar ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vakuumerzeugervorrichtung in einer perspektivischen Darstellung in einer zweckmäßigen Bauform als Vakuumerzeugerbaugruppe, wobei ein ansteuerbarer Sauggreifer und ein ansteuerbarer Pneumatikantrieb schematisch angedeutet sind,
2 die Vakuumerzeugervorrichtung aus 1 in einer Draufsicht mit Blickrichtung gemäß Pfeil II aus 1,
3 einen Schnitt durch die Vakuumerzeugervorrichtung der 1 und 2 im Bereich einer Vakuumerzeugereinheit gemäß Schnittlinie III-III aus 2, wobei die Vakuum-Steuerventileinrichtung nur symbolhaft gezeigt ist,
4 eine perspektivische Einzeldarstellung der in 3 geschnitten dargestellten Vakuumerzeugereinheit, wobei das Schalldämpfergehäuse zur Verdeutlichung eines darin enthaltenen Kanalverlaufs aufgebrochen illustriert ist, und
5 eine Draufsicht der Vakuumerzeugereinheit aus 4 im Bereich des aufgebrochenen Schalldämpfergehäuses mit Blickrichtung gemäß Pfeil V aus 4.

In den 1 und 2 ist eine Vakuumerzeugervorrichtung 1 gezeigt, die unter anderem eine Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten 2 aufweist, wobei eine dieser Vakuumerzeugereinheiten 2 separat auch nochmals in den 3 bis 5 illustriert ist.
Jede Vakuumerzeugereinheit 2 ist in der Lage, unabhängig von den anderen Vakuumerzeugereinheiten 2 ein auch als Unterdruck bezeichenbares Vakuum zu generieren, das an einer von außen her zugänglichen Vakuumabgriffsöffnung 3 für beliebige Zwecke abgreifbar ist.
Ein bevorzugter Verwendungszweck der Vakuumerzeugervorrichtung 1 sieht das Betreiben von Sauggreifern 4 vor, von denen einer in der 1 schematisch angedeutet ist, wobei an jede Vakuumabgriffsöffnung 3 ein solcher Sauggreifer 4 über eine Saugleitung 5 lösbar angeschlossen ist. Mit Hilfe des Sauggreifers 4 kann ein Objekt 6, beispielsweise ein Werkstück, zum Zwecke seiner Handhabung und insbesondere seiner Umpositionierung unterdruckbedingt zeitweilig festgehalten werden. Der Sauggreifer 4 enthält beispielsweise einen oder mehrere Saugnäpfe. Zum Ergreifen und Festhalten eines Objekts 6 wird der mit einer Ansaugöffnung an das Objekt 6 angesetzte Sauggreifer 4 evakuiert, was durch das erwähnte Vakuum hervorgerufen wird, das eine durch Pfeile angedeutete Absaugströmung 7 hervorruft. Zum Ablegen des Objekts 6 kann das Vakuum aufgehoben und der Sauggreifer 4 mit Atmosphärendruck oder Überdruck belüftet werden. Die diesbezügliche Funktionalität wird ebenfalls durch die Vakuumerzeugereinheit 2 bereitgestellt.
Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel enthält die Vakuumerzeugervorrichtung 1 nur eine einzige Vakuumerzeugereinheit 2. Bei der illustrierten bevorzugten Bauform ist die Vakuumerzeugereinheit 2 mit mehreren Vakuumerzeugereinheiten 2 ausgestattet, die durch mechanische Verbindung in einer einheitlich handhabbaren Baugruppe zusammengefasst sind, sodass die Vakuumerzeugervorrichtung 1 als Vakuumerzeugerbaugruppe 1a bezeichnet werden kann. Die mehreren Vakuumerzeugereinheiten 2 sind unabhängig voneinander betreibbar.
Innerhalb der Vakuumerzeugerbaugruppe 1a sind die Vakuumerzeugereinheiten 2 in einer strichpunktiert angedeuteten Aneinanderreihungsrichtung 8 Seite an Seite aneinandergereiht und mechanisch miteinander verbunden. Zur mechanischen Verbindung sind exemplarisch mehrere stangenförmige Zuganker 11 vorgesehen, die die aneinandergereihten Vakuumerzeugereinheiten 2 in der Aneinanderreihungsrichtung 8 durchsetzen und insbesondere lösbar miteinander verspannen. Alternativ könnte vorgesehen sein, dass die Vakuumerzeugereinheiten 2 durch Befestigungsschrauben an der jeweils benachbarten Vakuumerzeugereinheit 2 befestigt sind.
Da sie eine gewisse Funktion ausüben, können die Vakuumerzeugereinheiten 2 allgemein auch als Funktionseinheiten 12 bezeichnet werden. Bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel enthält die Vakuumerzeugerbaugruppe 1a ausschließlich als Vakuumerzeugereinheiten 2 ausgebildete Funktionseinheiten 12. Gemäß der illustrierten bevorzugten Bauform enthält die Vakuumerzeugerbaugruppe 1a noch weitere Arten von Funktionseinheiten 12, bei denen es sich exemplarisch um Ventileinheiten 13 handelt, die zur pneumatischen Ansteuerung von Pneumatikantrieben 14 geeignet sind, wobei in 1 ein solcher Pneumatikantrieb 14 schematisch angedeutet ist. Bei dem Pneumatikantrieb 14 handelt sich beispielsweise um einen doppeltwirkenden Pneumatikzylinder.
Jede Ventileinheit 13 hat einen oder mehrere an einer Anschlussfläche 15 ausmündende Arbeitskanäle 16, an die der zu betätigende Pneumatikantrieb 14 über mindestens eine Druckluftleitung angeschlossen ist und deren Druckluftbeaufschlagung durch eine elektrisch betätigbare Steuerventileinrichtung 17 der zugeordneten Ventileinheit 13 steuerbar ist, um den angeschlossenen Pneumatikantrieb 14 zu betätigen.
Die Ventileinheiten 13 sind gemeinsam mit den Vakuumerzeugereinheiten 2 in der Aneinanderreihungsrichtung 8 aneinandergereiht, wobei sie von den Zugankern 11 ebenfalls durchsetzt sind, sodass sämtliche Funktionseinheiten 12 in der Aneinanderreihungsrichtung 8 zusammengespannt sind.
Bevorzugt sind die Vakuumerzeugereinheiten 2 einerseits und die Ventileinheiten 13 andererseits in der Vakuumerzeugerbaugruppe 1a zu Funktionsgruppen zusammengefasst. Grundsätzlich ist die Reihenfolge der Aneinanderreihung der unterschiedlichen Typen von Funktionseinheiten 12 allerdings beliebig und insbesondere beim Zusammenbau der Vakuumerzeugerbaugruppe 1a frei wählbar.
Die Vakuumerzeugerbaugruppe 1a weist zweckmäßigerweise auch noch zwei Abschlussmodule 18a, 18b auf, die an den beiden in der Aneinanderreihungsrichtung 8 einander entgegengesetzten Stirnseiten der Reihe von Funktionseinheiten 12 angebracht und zweckmäßigerweise ebenfalls durch die Zuganker 11 oder andere Befestigungsmittel fixiert sind.
Für die Steuerung des Betriebs der Funktionseinheiten 12 ist zweckmäßigerweise eine elektronische Steuereinheit 21 vorgesehen, bei der es sich exemplarisch um eine externe Steuereinheit handelt, die an eine elektromechanische Schnittstelle 20 der Vakuumerzeugerbaugruppe 1a angeschlossen ist, die beispielhaft an einem ersten Abschlussmodul 18a der beiden Abschlussmodule 18a, 18b angeordnet ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Vakuumerzeugerbaugruppe 1a eine integrierte elektronische Steuereinheit aufweisen.
Jede Funktionseinheit 12 ist ausgebildet, um die Strömung von Druckluft zu steuern, die für die Betätigung der Sauggreifer 4 und gegebenenfalls der Pneumatikantriebe 14 erforderlich ist. Diese Druckluft wird den einzelnen Funktionseinheiten 12, also sowohl den Vakuumerzeugereinheiten 2 als auch den optionalen Ventileinheiten 13, mittels eines Baugruppen-Speisekanals 22 zugeführt, der sämtliche Funktionseinheiten 12 in der Aneinanderreihungsrichtung 8 durchsetzt und beispielhaft an dem ersten Abschlussmodul 18a mit einer Anschlussöffnung 22a ausmündet, an der im Betrieb der Vakuumerzeugervorrichtung 1 eine externe Druckluftquelle P angeschlossen ist. In den Ventileinheiten 13 kommuniziert der Baugruppen-Speisekanal 22 mit der jeweils zugeordneten Steuerventileinrichtung 17, während er in jeder Vakuumerzeugereinheit 2 mit einer zu der Vakuumerzeugereinheit 2 gehörenden, elektrisch betätigbaren Steuerventileinrichtung 23 kommuniziert, die im Folgenden zur besseren Unterscheidung auch als Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 bezeichnet wird.
Bevorzugt sind die aneinandergereihten Funktionseinheiten 12 in der Aneinanderreihungsrichtung 8 auch noch von mindestens einem zu Entlüftungszwecken dienenden gemeinsamen Entlüftungskanal 24 durchsetzt, der als Baugruppen-Entlüftungskanal 24 bezeichnet wird und der exemplarisch zweifach vorhanden ist. Der mindestens eine Baugruppen-Entlüftungskanal 24 ist über eine beispielhaft außen an dem ersten Abschlussmodul 18 angeordnete Entlüftungsöffnung 24a mit der Atmosphäre verbunden und kommuniziert innerhalb jeder Ventileinheit 13 mit deren Steuerventileinrichtung 17. Auf diese Weise ist jede Steuerventileinrichtung 17 in der Lage, die Ausgabe und Rückströmung von Druckluft durch die Arbeitskanäle 16 hindurch zu steuern, um einen angeschlossenen Pneumatikantrieb 14 zu betätigen. An der Entlüftungsöffnung 24a kann ein nicht illustrierter Schalldämpfer angebracht sein. Ein Schalldämpfer kann aber ohne weiteres auch in das erste Abschlussmodul 18a integriert sein.
Seitens der Vakuumerzeugereinheiten 2 ist der mindestens eine Baugruppen-Entlüftungskanal 24 bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel funktionslos. Hierzu sind die Vakuumerzeugereinheiten 2 intern insbesondere so ausgebildet, dass keine Fluidverbindung zwischen dem mindestens einen Baugruppen-Entlüftungskanal 24 und der Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 vorliegt. Gleichwohl besteht natürlich die Möglichkeit, eine solche interne Fluidverbindung auch in den Vakuumerzeugereinheiten 2 vorzusehen, falls dies funktionsmäßig als sinnvoll erachtet werden sollte.
Sowohl der Baugruppen-Speisekanal 22 als auch der mindestens eine Baugruppen-Entlüftungskanal 24 setzt sich aus aneinandergereihten Kanalsegmenten zusammen, die in den einzelnen Funktionseinheiten 12 als Durchgangskanäle ausgebildet sind. Zwischen benachbarten Funktionseinheiten 12 angeordnete Dichtungen, die nicht näher illustriert sind, sorgen für eine Abdichtung in den Übergangsbereichen.
Zweckmäßigerweise enthält die Vakuumerzeugerbaugruppe 1a ferner einen sich in der Aneinanderreihungsrichtung 8 durch sämtliche Funktionseinheiten 12 hindurch erstreckenden elektrischen Kommunikationsstrang 25, der einerseits die schon erwähnte Schnittstelle 20 aufweist und andererseits innerhalb jeder Funktionseinheit 12 mit der zugeordneten Steuerventileinrichtung 17 bzw. Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 elektrisch verbunden ist. Auf diesem Weg erhalten die Vakuum-Steuerventileinrichtungen 23 und optionalen Steuerventileinrichtungen 17 die für ihren Betrieb erforderlichen elektrischen Steuersignale. Der Kommunikationsstrang 25 erstreckt sich in einem sämtliche Funktionseinheiten 12 durchsetzenden, als Kommunikationskanal 29 bezeichneten Hohlraum, der sich aus aneinandergereihten Kanalsegmenten der einzelnen Funktionseinheiten 12 zusammensetzt.
Beispielsweise ist der Kommunikationsstrang 25 mittels einer Leiterplattenanordnung realisiert, die sich aus Leiterplatten der einzelnen Funktionseinheiten 12 zusammensetzt, die im aneinander angesetzten Zustand der Funktionseinheiten 12 unter Bildung einer baugruppenartigen Leiterplattenanordnung elektrisch leitend zusammengesteckt und somit miteinander verkettet sind. Alternativ kann die Leiterplattenanordnung auch aus einer einzigen, durchgängigen und dabei insbesondere einstückigen Leiterplatte bestehen. Der Kommunikationsstrang 25 kann allerdings auch mittels flexibler elektrischer Kabel realisiert sein.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 5 ein bevorzugter Aufbau einer Vakuumerzeugereinheit 2 beschrieben. Der beschriebene Aufbau gilt zweckmäßigerweise für alle Vakuumerzeugereinheiten 2 der Vakuumerzeugerbaugruppe 1a.
Die Vakuumerzeugereinheit 2 hat eine strichpunktiert angedeutete imaginäre Hauptachse 26, deren Achsrichtung als Hauptrichtung 26a bezeichnet wird. Die Abmessungen in der Hauptrichtung 26a definieren eine Baulänge der Vakuumerzeugereinheit 2.
Die Vakuumerzeugereinheit 2 hat ferner eine zu der Hauptachse 26 orthogonale Hochachse 27, deren Achsrichtung als Höhenrichtung 27a bezeichnet wird, wobei die Abmessungen in der Höhenrichtung 27a eine Bauhöhe der Vakuumerzeugereinheit 2 definieren.
Schließlich hat die Vakuumerzeugereinheit 2 eine sowohl zur Hauptachse 26 als auch zur Hochachse 27 orthogonale imaginäre Querachse 28, deren Achsrichtung eine Querrichtung 28a definiert. Die Abmessungen in der Querrichtung definieren eine Baubreite der Vakuumerzeugereinheit 2. In der 3 verläuft die Querachse 28 senkrecht zur Zeichenebene.
Bevorzugt sind die Vakuumerzeugereinheiten 2 plattenförmig ausgebildet, was auf das illustrierte Ausführungsbeispiel zutrifft. Die Baulänge ist hierbei größer als die Bauhöhe, die wiederum größer ist als die Baubreite. Eine Hauptausdehnungsebene der plattenförmigen Vakuumerzeugereinheiten 2 verläuft senkrecht zur Querachse 28. Die Vakuumerzeugereinheiten 2 sind mit zueinander parallelen Hauptausdehnungsebenen aneinandergereiht.
Die Vakuumerzeugereinheit 2 hat einen Grundkörper 31, der aus Kunststoff oder Metall bestehen kann und der zweckmäßigerweise einstückig ausgebildet ist. Die Vakuumerzeugereinheit 2 hat ferner ein bevorzugt aus Kunststoff bestehendes Schalldämpfergehäuse 32, das einen Schalldämpfer 33 aufnimmt und das in einem Fügebereich 34 in der Hauptrichtung 26a an den Grundkörper 31 angesetzt ist.
In dem Fügebereich 34 hat der Grundkörper 31 eine Anbaufläche 35, die in der Hauptrichtung 26a orientiert ist und die sich zweckmäßigerweise in einer zu der Hauptachse 26 orthogonalen Ebene erstreckt. Das Schalldämpfergehäuse 32 hat außen eine Montagefläche 36, mit der es in dem Fügebereich 34 flächenhaft an die Anbaufläche 35 angesetzt ist. Befestigungsmittel 37 sorgen für eine bevorzugt lösbare mechanische Verbindung zwischen dem Schalldämpfergehäuse 32 und dem Grundkörper 31. Beispielhaft enthalten die Befestigungsmittel 37 mindestens eine Befestigungsschraube 37a, die das Schalldämpfergehäuse 32 in der Hauptrichtung 26a durchsetzt, wobei sie sich mit einem Schraubenkopf am Schalldämpfergehäuse 32 abstützt und mit einem Gewindeschaft in den Grundkörper 31 eingeschraubt ist.
Exemplarisch enthalten die Befestigungsmittel 37 zusätzlich zu der mindestens einen Befestigungsschraube 37a eine diesbezüglich in der Höhenrichtung 27 a beabstandete Hakenstruktur 37b zum gegenseitigen formschlüssigen Verhaken des Schalldämpfergehäuses 32 und des Grundkörpers 31.
Die Vakuumerzeugereinheit 2 hat eine in der Hauptrichtung 26a orientierte vordere Stirnseite 44a, eine diesbezüglich entgegengesetzt orientierte hintere Stirnseite 44b, eine in der Höhenrichtung 27a orientierte Oberseite 44c und eine der Oberseite 44c entgegengesetzte Unterseite 44d. Bei einer möglichen Ausrichtung während des Betriebes der Vakuumerzeugervorrichtung 1 weist die Oberseite 44c vertikal nach oben. Grundsätzlich kann die Vakuumerzeugervorrichtung 1 allerdings mit beliebiger räumlicher Ausrichtung der vorgenannten vier Seiten 44a-44d betrieben werden.
Im Innern der Vakuumerzeugereinheit 2 ist ein sich in der Hauptrichtung 26a erstreckender Aufnahmeraum 38 ausgebildet, der im Folgenden auch als Ejektor-Aufnahmeraum 38 bezeichnet wird und in dem eine eine Längserstreckung aufweisende Ejektoreinheit 42 aufgenommen ist. Die Ejektoreinheit 42 hat eine Ejektor-Längsachse 43, die parallel zur Hauptachse 26 verläuft.
Die Ejektoreinheit 42 hat eine von einem Strahldüsenkanal 45a axial durchsetzte Strahldüse 45 und eine sich mit axialem Abstand daran anschließende, von einem Fangdüsenkanal 46a axial durchsetzte Fangdüse 46. Der axiale Abstand zwischen der Strahldüse 45 und der Fangdüse 46 bildet eine Absaugzone 47. Je ein die Strahldüse 45 und die Fangdüse 46 umschließender Dichtungsring 48a, 48b dichtet die Ejektoreinheit 42 gegenüber der peripheren Wandfläche des Ejektor-Aufnahmeraumes 38 ab, sodass sowohl ein der Strahldüse 45 vorgelagerter Lufteintrittsbereich 49 als auch ein der Fangdüse 46 nachgeordneter Luftaustrittsbereich 50 fluiddicht von der Absaugzone 47 abgetrennt ist.
Die Ejektoreinheit 42 erstreckt sich zweckmäßigerweise teils im Grundkörper 31 und teils im Schalldämpfergehäuse 32. Sie hat bevorzugt einen im Grundkörper 31 angeordneten, die Strahldüse 45 und eine Teillänge der Fangdüse 46 aufweisenden ersten Längenabschnitt 42a sowie einen sich daran anschließenden, eine restliche Teillänge der Fangdüse 46 aufweisenden zweiten Längenabschnitt 42b, der im Schalldämpfergehäuse 32 aufgenommen ist. Die Ejektoreinheit 42 durchsetzt dabei den Fügebereich 34.
Der Ejektor-Aufnahmeraum 38 setzt sich zweckmäßigerweise aus einer im Grundkörper 31 ausgebildeten ersten Aufnahmevertiefung 53a und einer im Grundkörper 31 ausgebildeten zweiten Aufnahmevertiefung 53b zusammen. Die erste Aufnahmevertiefung 53a mündet an der Anbaufläche 35 aus, die zweite Aufnahmevertiefung 53b in bezüglich der ersten Aufnahmevertiefung 53a koaxial fluchtender Anordnung an der Montagefläche 36. Der erste Längenabschnitt 42a erstreckt sich in der ersten Aufnahmevertiefung 53a, der zweite Längenabschnitt 42b in der zweiten Aufnahmevertiefung 53b. Von den beiden Dichtungsringen 48a, 48b befindet sich der eine am ersten Längenabschnitt 42a und der andere am zweiten Längenabschnitt 42b.
Beim Zusammenbau der Vakuumerzeugereinheit 2 kann die Ejektoreinheit 42 im noch abgenommenen Zustand des Schalldämpfergehäuses 32 in die erste Aufnahmevertiefung 53a eingesteckt werden, sodass sie mit dem zweiten Längenabschnitt 42b über die Anbaufläche 35 vorsteht, worauf das Schalldämpfergehäuse 32 in einer Weise angesetzt wird, dass der zweite Längenabschnitt 42b in die zweite Aufnahmevertiefung 53b eingreift.
Abweichend vom illustrierten Ausführungsbeispiel kann die Ejektoreinheit 42 auch zur Gänze im Innern des Grundkörpers 31 aufgenommen sein. Die nur teilweise Aufnahme im Grundkörper 31 bietet jedoch den Vorteil, dass genügend Platz im Grundkörper 31 verbleibt, um beispielsweise die beschriebenen Druckluftkanäle oder auch die Leiterplatte 45 unterzubringen.
Der Strahldüsenkanal 45a ist mit einem im Grundkörper 31 verlaufenden Lufteinblaskanal 54 ständig fluidisch verbunden. Konkret ist dies dadurch realisiert, dass der Lufteinblaskanal 54 in den Lufteintrittsbereich 49 einmündet.
Der Lufteinblaskanal 54 durchsetzt den Grundkörper 31 und mündet über eine erste Kanalmündung 55 zu einer am Grundkörper 31 ausgebildeten Ventilbestückungsfläche 56 aus, an der die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 so montiert ist, dass sie über die erste Kanalmündung 55 an den Lufteinblaskanal 54 angeschlossen ist.
Der weiter oben erwähnte Baugruppen-Speisekanal 22 mündet mit einer zweiten Kanalmündung 57 ebenfalls derart zu der Ventilbestückungsfläche 56 aus, dass er an die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 fluidisch angeschlossen ist. Bei einer von einer Einzel-Vakuumerzeugereinheit 2 gebildeten Vakuumerzeugereinrichtung 1 kann die Druckluftquelle P ohne weiteres auch außerhalb des Grundkörpers 31 direkt an die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 angeschlossen sein.
Mittels der Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 ist die Druckluftbeaufschlagung des Lufteinblaskanals 54 steuerbar. So kann die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 in eine Vakuumstellung „VS“ geschaltet werden, in der sie den Baugruppen-Speisekanal 22 mit dem Lufteinblaskanal 54 verbindet, um Druckluft in den Strahldüsenkanal 47a der Strahldüse 45 einzuspeisen. Weiterhin kann die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 zweckmäßigerweise auch in eine Absperrstellung „AS“ geschaltet werden, in der der Lufteinblaskanal 54 vom Baugruppen-Speisekanal 22 und folglich von der Druckluftquelle P abgetrennt ist.
Die Ventilbestückungsfläche 56 ist exemplarisch an einer der Oberseite 44c der Vakuumerzeugereinheit 2 zugewandten Oberseite des Grundkörpers 31 ausgebildet. Sie erstreckt sich insbesondere in einer zu der Hochachse 27 orthogonalen Ebene.
An die der Strahldüse 45 abgewandte Austrittsöffnung des Fangdüsenkanals 46a schließt sich beginnend mit dem Luftaustrittsbereich 50 ein Luftausblaskanal 58 an, der das Schalldämpfergehäuse 32 und den darin befindlichen Schalldämpfer 33 durchsetzt und an einer als Luftaustrittsfläche 61 bezeichneten Außenfläche des Schalldämpfergehäuses 32 mit einer Luftaustrittsöffnung 62 zur Umgebung hin ausmündet.
Die Luftaustrittsfläche 61 ist einschließlich der Luftaustrittsöffnung 62 mit einer zur Hauptachse 26 senkrechten Orientierung an dem Schalldämpfergehäuse 32 ausgebildet. Bevorzugt und entsprechend dem illustrierten Ausführungsbeispiel weist die Luftaustrittsfläche 61 ebenso wie die darin ausgebildete Luftaustrittsöffnung 62 in der Höhenrichtung 27a und dabei zweckmäßigerweise nach oben. Die Luftaustrittsfläche 61 ist wie die Luftaustrittsöffnung 62 dabei insbesondere an der Oberseite 44c der Vakuumerzeugereinheit 2 angeordnet. Die Luftaustrittsfläche 61 verläuft zweckmäßigerweise in einer zu der Hochachse 27a orthogonalen Ebene.
Im Innern der Vakuumerzeugereinheit 2 ist ein Vakuumkanal 63 ausgebildet, der sich zwischen der Absaugzone 47 und der Vakuumabgriffsöffnung 3 erstreckt. Die Vakuumabgriffsöffnung 3 mündet an einer als Vakuumabgriffsfläche 64 bezeichneten Außenfläche des Schalldämpfergehäuses 32 aus, die sich an der vorderen Stirnseite 44a befindet. Die Vakuumabgriffsöffnung 3 ist wie die Vakuumabgriffsfläche 64 insgesamt in der Hauptrichtung 26a orientiert.
Exemplarisch befindet sich die Vakuumabgriffsöffnung 3 in einem axial erhabenen Abgriffsstutzen 3a an der Vakuumabgriffsfläche 64.
Die Vakuumabgriffsöffnung 3 ist mit einer Anschlusseinrichtung 65 versehen, die den lösbaren Anschluss einer Saugleitung 5 erlaubt und die beispielhaft aus einem in dem Abgriffsstutzen 3a ausgebildeten Innengewinde besteht. Als Anschlusseinrichtung 65 kann beispielsweise auch eine Schlauchsteckkupplung vorgesehen sein.
Die vorstehenden Erläuterungen machen deutlich, dass zwischen den Ausrichtungen der Vakuumabgriffsöffnung 3 und der Luftaustrittsöffnung 62 ein Winkel von 90 Grad liegt. Dies hat unter anderem den Effekt, dass in der Nähe der Vakuumabgriffsöffnung 3 stattfindende Sauggreifmaßnahmen von der an der Luftaustrittsöffnung 62 ausgeblasenen Abluft nicht beeinträchtigt werden. Insbesondere können selbst sehr leichte handzuhabende Objekte nicht versehentlich weggeblasen werden.
Der Vakuumkanal 63 durchsetzt das Schalldämpfergehäuse 32 in der Hauptrichtung 26a, insbesondere in einer linearen Erstreckung. Da die Absaugzone 47 mit Abstand zu dem Fügebereich 34 im Grundkörper 31 liegt, hat der Vakuumkanal 63 einen das Schalldämpfergehäuse 32 durchsetzenden äußeren Kanalabschnitt 63a und einen sich daran anschließenden, im Grundkörper 31 verlaufenden inneren Kanalabschnitt 63b. Beide Kanalabschnitte 63a, 63b münden in zueinander fluchtender Anordnung zu dem Fügebereich 34 aus, wo sie ineinander übergehen.
Die Ejektoreinheit 42 arbeitet nach dem bekannten Strahldüsenprinzip. In die Strahldüse 45 der Ejektoreinheit 42 eingespeiste Druckluft durchströmt die Ejektoreinheit 42 und ruft in der Absaugzone 47 einen Unterdruck hervor, aus dem die schon beschriebene Absaugströmung 7 resultiert, sodass auch an der Vakuumabgriffsöffnung 3 ein Vakuum abgreifbar ist und ein angeschlossener Sauggreifer 4 zum Ergreifen eines Objekts 6 evakuiert wird.
Die Ejektoreinheit 42 und ein sich in dem Luftaustrittsbereich 50 daran anschließender, als Lufteintritts-Kanalabschnitt 66 bezeichneter Kanalabschnitt des Luftausblaskanals 58 verlaufen parallel zu dem äußeren Kanalabschnitt 63a des Vakuumkanals 63. Zu Gunsten einer geringen Baubreite der Vakuumerzeugereinheit 2 sind der äußere Kanalabschnitt 63a des Vakuumkanals 63 und der Lufteintritts-Kanalabschnitt 66 beziehungsweise die Ejektoreinheit 42 in der Höhenrichtung 27a übereinander angeordnet, sodass ihre Längsachsen zweckmäßigerweise in der oben erläuterten Hauptausdehnungsebene der plattenförmigen Vakuumerzeugereinheit 2 liegen. Die Ejektoreinheit 42 und somit auch der Lufteintritts-Kanalabschnitt 66 befinden sich im Bereich der Unterseite 44d der Vakuumerzeugereinheit 2, wobei sich der Vakuumkanal 63 auf der der Oberseite 44c zugewandten Seite der Ejektoreinheit 42 erstreckt.
Der Luftausblaskanal 58 hat einen um 90 Grad umgelenkten Kanalverlauf, um die aus der Ejektoreinheit 42 in der Hauptrichtung 26a austretende Druckluft zu der quer zur Hauptrichtung 26a orientierten Luftaustrittsöffnung 62 umzulenken. Die Umlenkung erfolgt in einem bevorzugt bogenförmigen Umlenkabschnitt 67 des Luftausblaskanals 58, der sich an den Lufteintritts-Kanalabschnitt 66 anschließt und an dem sich seinerseits ein insbesondere eine lineare Erstreckung aufweisender, als Luftaustritts-Kanalabschnitt 68 bezeichneter Kanalabschnitt des Luftausblaskanals 58 anschließt, der sich rechtwinkelig zu der Hauptrichtung 26a und exemplarisch in der Höhenrichtung 27a bis hin zu der Luftaustrittsöffnung 62 erstreckt.
Der Luftaustritts-Kanalabschnitt 68 durchsetzt den Schalldämpfer 33. In dem Schalldämpfer 33 ist ein Schalldämpferkanal 69 ausgebildet, der einen Längenabschnitt des Luftaustritts-Kanalabschnittes 68 bildet. Bevorzugt ist der Schalldämpfer 33 als ein sogenannter offener Schalldämpfer ausgebildet, der von dem Schalldämpferkanal 69 komplett axial durchsetzt wird, wobei das Austrittsgeräusch der ausgeblasenen Druckluft beim Hindurchströmen durch den Schalldämpferkanal 69 eine Geräuschminderung erfährt. Der Schalldämpfer 33 hat einen den Schalldämpferkanal 69 umschließenden Schalldämpferkörper 72 mit einer schalldämpfenden Struktur, wobei die Geräuschminimierung hauptsächlich auf in dem Schalldämpferkörper 72 stattfindenden Schallreflexionen basiert. Bevorzugt ist der Schalldämpferkanal 72 peripher unmittelbar von einem eine gelochte Wandung aufweisenden und daher auch als Lochrohr bezeichenbaren Rohr begrenzt, das an seiner radialen Außenseite von der schalldämpfenden Struktur umschlossen ist.
Die bezüglich der Hauptrichtung 26a senkrechte Orientierung der Luftaustrittsöffnung 62 erlaubt es, zu Gunsten einer wirksamen Schalldämpfung einen Schalldämpfer 33 mit relativ langem Schalldämpferkanal 69 vorzusehen und dennoch die Baulänge der Vakuumerzeugereinheit 2 gering zu halten.
Exemplarisch ist der Schalldämpfer 33 hülsenförmig ausgebildet und zentral in koaxialer Anordnung von dem Schalldämpferkanal 69 durchsetzt. Die axiale Länge des Schalldämpfers 33 ist größer als der maximale Außendurchmesser des Schalldämpfers 33.
Der Schalldämpfer 33 sitzt zweckmäßigerweise in einer im Schalldämpfergehäuse 32 ausgebildeten Aufnahmekammer 73. Vorteilhaft ist es, wenn das Schalldämpfergehäuse 32 zweiteilig ausgebildet ist und sich aus einem Gehäusehauptkörper 32a und einem Gehäusedeckel 32b zusammensetzt. Dabei ist die Aufnahmekammer 73 in dem Gehäusehauptkörper 32a ausgebildet und von dem an dem Gehäusehauptkörper 32a angebrachten Gehäusedeckel 32b verschlossen. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel ist dies dahingehend realisiert, dass der Gehäusedeckel 32b der Oberseite 44c zugeordnet ist, wobei er die Luftaustrittsfläche 61 aufweist und von einem kurzen Kanalstück durchsetzt ist, das mit dem Schalldämpferkanal 69 kommuniziert und die Luftaustrittsöffnung 62 definiert, die mithin an dem Gehäusedeckel 32b ausgebildet ist.
Da der Vakuumkanal 63 in dem Schalldämpfergehäuse 32 zwischen dem Lufteintritts-Kanalabschnitt 66 und der Luftaustrittsöffnung 62 des Luftausblaskanals 58 liegt, befindet sich im Innern des Schalldämpfergehäuses 32 ein Kreuzungsbereich 74, in dem sich der Luftausblaskanal 58 und der Vakuumkanal 63 ohne gegenseitige Fluidverbindung kreuzen. Der eine 90-Grad-Umlenkung des Luftausblaskanals 58 definierende Umlenkabschnitt 67 befindet sich zweckmäßigerweise in dem Kreuzungsbereich 74.
Insbesondere die 4 und 5 zeigen eine bevorzugte Ausgestaltung des Kreuzungsbereichs 74. Demnach ist der Vakuumkanal 63 innerhalb des Schalldämpfergehäuses 32 in zwei in der Querrichtung 28a zueinander beabstandete Kanaläste 75a, 75b aufgeteilt, die den Luftausblaskanal 58 und insbesondere dessen Luftaustritts-Kanalabschnitt 68 auf einander in der Querrichtung 28a gegenüberliegenden Seiten passieren. Der Vakuumkanal 63 hat bezogen auf die Strömungsrichtung der Absaugströmung 7 eine erste Kanalzweigstelle 76a in einem stromauf des Luftausblaskanals 58 liegenden Bereich und eine zweite Kanalzweigstelle 76b in einem stromab des Luftausblaskanals 58 liegenden Bereich. Dort sind die beiden sich quer zur Kanallängsrichtung am Luftaustritts-Kanalabschnitt 68 des Luftausblaskanals 58 vorbei erstreckenden Kanaläste 75a, 75b jeweils miteinander verbunden. Die Absaugströmung 7 teilt sich also in der ersten Kanalzweigstelle 76a in zwei jeweils einen der beiden Kanaläste 75a, 75b durchströmende Teilströme auf, wobei sich diese beiden Teilströme in der zweiten Kanalzweigstelle 76b wieder vereinigen.
Die Vakuumerzeugung findet stets so lange statt, wie durch die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 eine die Ejektoreinheit 42 durchströmende, durch einen Pfeil angedeutete Blasluftströmung 77 erzeugt wird, die an der Luftaustrittsöffnung 62 austritt. Bevorzugt ist im Verlauf des Vakuumkanals 63 ein bewegliches Rückschlagventilglied 78 angeordnet, das bei unterbrochener Blasluftströmung 77 den Vakuumkanal 63 in einem zwischen der Absaugzone 47 und der Vakuumabgriffsöffnung 3 liegenden Bereich verschließt, sodass das an der Vakuumabgriffsöffnung 3 anstehende Vakuum eingesperrt ist und durch die Ejektoreinheit 42 hindurch keine Belüftung stattfinden kann. Damit verbunden ist ein Luftspareffekt, da zur Aufrechterhaltung eines gewünschten Vakuums nur zeitweilig zur Kompensation von Leckage eine Blasluftströmung 77 erforderlich ist. Das Rückschlagventilglied 78 lässt eine Luftströmung in Richtung zur Absaugzone 47 nur dann zu, wenn der an der Absaugzone 47 anstehende Luftdruck geringer ist als der Luftdruck an der Vakuumabgriffsöffnung 3. Ist der Luftdruck an der Absaugzone 47 höher als an der Vakuumabgriffsöffnung 3, nimmt das Rückschlagventilglied 78 eine den Vakuumkanal 63 absperrende Schließstellung ein.
In vorteilhafter Weise ist das Ausführungsbeispiel mit einem Rückschlagventilglied 78 ausgestattet, das in dem Fügebereich 34 zwischen dem Grundkörper 31 und dem Schalldämpfergehäuse 32 angeordnet ist. Dort ist das Rückschlagventilglied 78 zweckmäßigerweise zwischen dem Grundkörper 31 und dem Schalldämpfergehäuse 32 eingespannt und somit sicher gehalten. Bei abgenommenem Schalldämpfergehäuse 32 ist eine bequeme Montage möglich.
Bevorzugt handelt es sich bei dem Rückschlagventilglied 78 um eine schwenkbewegliche Rückschlagklappe, die partiell zwischen dem Grundkörper 31 und dem Schalldämpfergehäuse 32 eingespannt ist und im Übrigen relativ zu diesen beiden Komponenten verschwenkbar ist. In ihrer Schließstellung liegt sie an einem am Schalldämpfergehäuse 32 ausgebildeten, den Vakuumkanal 63 umrahmenden Ventilsitz an, von dem sie im Rahmen einer Schwenkbewegung abheben kann, um in eine die Absaugströmung 7 erlaubende Offenstellung verschwenkt zu werden, die in 3 gestrichelt angedeutet ist.
Die Vakuumerzeugereinheit 2 bietet die Möglichkeit, das an der Vakuumabgriffsöffnung 3 anstehende Vakuum insbesondere zu jedem beliebigen Zeitpunkt aufzuheben, um beispielsweise ein zuvor mittels eines Sauggreifers 4 ergriffenes Objekt 6 wieder abzulegen oder abzuwerfen. Sofern kein Rückschlagventilglied 78 vorhanden ist, kann dies einfach dadurch geschehen, dass die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 in die Absperrstellung „AS“ geschaltet wird, um ein weiteres Einspeisen von Druckluft in den Lufteinblaskanal 54 zu verhindern.
Vorteilhaft ist es, wenn die Vakuumerzeugereinheit 2 die Möglichkeit bietet, die Vakuumabgriffsöffnung 3 impulsartig mit einem Überdruck zu beaufschlagen, um das anstehende Vakuum mit einem Abwurfimpuls schlagartig abzubauen und ein eventuell ergriffenes Objekt 6 schnell abzuwerfen. Über eine solche Ausstattung zur Erzeugung eines Abwurfimpulses verfügt das illustrierte Ausführungsbeispiel.
Die vorgenannte Abwurfimpuls-Ausstattung beinhaltet einen in der Vakuumerzeugereinheit 2 ausgebildeten Belüftungskanal 81, der einerseits an die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 angeschlossen ist und andererseits mit dem Vakuumkanal 63 in Fluidverbindung steht. Die Fluidverbindung mit dem Vakuumkanal 63 erfolgt bevorzugt im Schalldämpfergehäuse 32, sodass der Belüftungskanal 81 einen im Grundkörper 31 verlaufenden ersten Kanalabschnitt 81a und einen im Fügebereich 34 damit kommunizierenden, im Schalldämpfergehäuse 32 ausgebildeten zweiten Kanalabschnitt 81b aufweist.
Der erste Kanalabschnitt 81a hat eine zur leichteren Unterscheidung als dritte Kanalmündung 82 bezeichnete Kanalmündung an der Ventilbestückungsfläche 56, die mit der Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 verbunden ist. Er hat darüber hinaus eine Kanalmündung an der Anbaufläche 35, der eine an der Montagefläche 36 ausgebildete Kanalmündung des zweiten Kanalabschnittes 81b gegenüberliegt, der außerdem mit einer weiteren Kanalmündung 83 in den äußeren Kanalabschnitt 83a des Vakuumkanals 63 einmündet.
Die weitere Kanalmündung 83 liegt exemplarisch also zwischen dem Rückschlagventilglied 78 und der Vakuumabgriffsöffnung 3.
Die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 kann bevorzugt in eine als Belüftungsstellung „BS“ bezeichnete dritte Schaltstellung geschaltet werden, in der der in den beiden anderen Schaltstellungen abgesperrte Belüftungskanal 81 mit dem Baugruppen-Speisekanal 22 verbunden ist und mit Druckluft beaufschlagt wird. Dadurch entsteht im Belüftungskanal 81 eine an der Vakuumabgriffsöffnung 3 austretende Belüftungsströmung 41, sodass an der Vakuumabgriffsöffnung 3 ein Überdruck ansteht und das bis dahin in einem angeschlossenen Sauggreifer 4 herrschende Vakuum aufgehoben wird.
Die Belüftungsstellung „BS“ wird in der Regel nur kurzzeitig eingestellt, sodass der erzeugte Überdruck als nur kurzzeitiger Abwurfimpuls auftritt. Es kann allerdings ohne Weiteres auch eine längere Belüftung erfolgen, beispielsweise um durch ausgeblasene Druckluft ein abgeworfenes Objekt 6 sauber zu blasen und von anhaftenden Verunreinigungen zu befreien. Die Belüftung bzw. die Aufrechterhaltung der Belüftungsstellung „BS“ kann prinzipiell beliebig lange erfolgen.
Zweckmäßigerweise bietet die Abwurfimpuls-Ausstattung die Möglichkeit, die Intensität des Abwurfimpulses variabel einstellen zu können. Hierzu ist in den Verlauf des Belüftungskanals 81 eine Drosselstelle 84 eingeschaltet, die eine Durchflussbeschränkung bewirkt. Die Drosselstelle 84 weist ein in dem Schalldämpfergehäuse 32 verstellbar angeordnetes Drosselglied 85 auf, bei dem es sich insbesondere um eine Drosselschraube handelt. Das Drosselglied 85 ist zu seiner Einstellung von außerhalb der Vakuumerzeugereinheit 2 her zugänglich, wobei es exemplarisch einen im Bereich der Luftaustrittsfläche 61 angeordneten Betätigungsabschnitt 86 aufweist, der für eine manuelle Betätigung und/oder für eine werkzeugunterstützte Betätigung ausgebildet ist.
Da sich die Drosselstelle 84 im Schalldämpfergehäuse 32 befindet, verbleibt im Grundkörper 31 genügend Raum für die Ausbildung der erforderlichen Kanäle.
Das Drosselglied 85 hat zweckmäßigerweise eine Längserstreckung und ist in dem Schalldämpfergehäuse 32 mit zur Längsrichtung des Schalldämpfers 33 paralleler Ausrichtung integriert. Die Drosselstelle 84 befindet sich insbesondere in einem Bereich zwischen dem Schalldämpfer 33 und der Montagefläche 36.
Die Vakuumerzeugereinheit 2 ist zweckmäßigerweise mit einem Drucksensor 87 ausgestattet, durch den der an der Vakuumabgriffsöffnung 3 herrschende Luftdruck detektierbar ist.
Der Drucksensor 87 befindet sich zweckmäßigerweise im Grundkörper 31 und kommuniziert mit einem Sensorkanal 88, der mit dem Vakuumkanal 63 verbunden ist und somit den darin herrschenden Druck abgreifen kann.
Der Sensorkanal 88 durchsetzt den Fügebereich 34 und hat einen im Grundkörper 31 ausgebildeten ersten Kanalabschnitt 88a sowie einen sich in dem Fügebereich 34 daran anschließenden, im Schalldämpfergehäuse 32 ausgebildeten zweiten Kanalabschnitt 88b. Der zweite Kanalabschnitt 88b kommuniziert mit dem Vakuumkanal 63, indem er in den seinerseits in den Vakuumkanal 63 einmündenden Belüftungskanal 81 einmündet.
Der Drucksensor 87 sitzt bevorzugt auf einer im Grundkörper 31 montierten Sensorplatine 91, die beispielhaft von der Unterseite 44d her in eine in dem Grundkörper 31 ausgebildete Platinenaufnahme 92 eingesetzt ist. Über eine Kontaktierungseinrichtung 89 ist die Sensorplatine 91 mit dem ebenfalls im Grundkörper 31 angeordneten Kommunikationsstrang 25 verbunden, sodass auf den Messwerten des Drucksensors 87 basierende Signale an die elektronische Steuereinheit 21 übertragen werden können.
Vorzugsweise ist die Sensorplatine 91 mit einer eigenen Auswerteelektronik bestückt, die die Messwerte des Drucksensors 87 auswerten kann, um ergebnisabhängig die elektrische Ansteuerung der Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 zu beeinflussen.
Die mit der Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 bestückte Ventilbestückungsfläche 56 hat zweckmäßigerweise die gleiche räumliche Orientierung wie die Luftaustrittsfläche 61 am Schalldämpfergehäuse 32. Exemplarisch weist sie daher in der Höhenrichtung 27a zur Oberseite 44c.
Die Vakuum-Steuerventileinrichtung 23 ist zweckmäßigerweise von einer elektropneumatisch vorgesteuerten Bauart und enthält ein exemplarisch die oben erwähnten drei Schaltstellungen „VS“, “AS, „BS“ ermöglichendes Hauptventil 93 sowie eine mit dem Hauptventil 93 zu einer Baueinheit zusammengefasste Vorsteuerventileinrichtung 94. Die Vorsteuerventileinrichtung 94 ist über eine Kontakteinrichtung 95 elektrisch mit dem Kommunikationsstrang 25 verbunden und ist mittels von der elektrischen Steuereinheit 21 zuführbarer Steuersignale elektrisch betätigbar. Die Vorsteuerventileinrichtung 94 ist in der Lage, das Hauptventil 93 pneumatisch zu betätigen, um jeweils eine der drei oben erwähnten Schaltstellungen „VS“, "AS, „BS“ einzustellen. Die dafür erforderliche Druckluft wird der Vorsteuerventileinrichtung 94 über einen im Grundkörper 31 ausgebildeten Vorsteuerspeisekanal 96 durch das Hauptventil 93 hindurch zugeführt. Der Vorsteuerspeisekanal 96 durchsetzt zweckmäßigerweise alle Funktionseinheiten 12 der Vakuumerzeugerbaugruppe 1a und führt zu einer in dem zweiten Abschlussmodul 18b ausgebildeten Anschlussöffnung 96a, an der eine Steuerdruckquelle PS anschließbar oder angeschlossen ist.
Zweckmäßigerweise ist für eine gemeinsame Entlüftung der Vorsteuerventileinrichtungen 94 sämtlicher Vakuumerzeugereinheiten 2 ein die Funktionseinheiten 12 durchsetzender Vorsteuerentlüftungskanal 97 vorhanden, an den die Vorsteuerventileinrichtungen 94 durch das Hauptventil 93 hindurch jeweils angeschlossen sind und der zu einer an dem zweiten Abschlussmodul 18b ausgebildeten Entlüftungsöffnung 97a führt, die zur Atmosphäre RS ausmündet.
Exemplarisch enthält jede Vorsteuerventileinrichtung 94 zwei zu einer Baueinheit zusammengefasste elektrisch betätigbare Vorsteuerventile 94a, 94b, bei denen es sich zweckmäßigerweise um Magnetventile handelt.
Die Steuerventileinrichtungen 17 der Ventileinheiten 13 sind zweckmäßigerweise ebenfalls von einer elektropneumatisch vorgesteuerten Bauart und enthalten jeweils ebenfalls eine Vorsteuerventileinrichtung 94, die in vergleichbarer Weise wie bei den Vakuumerzeugereinheiten 2 arbeitet und an den Vorsteuerspeisekanal 96 und den Vorsteuerentlüftungskanal 97 angeschlossen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4491977 C1 [0002]
DE 102006027250 A1 [0003]

Claims

Vakuumerzeugervorrichtung, mit mindestens einer Vakuumerzeugereinheit (2), die sich in einer Hauptrichtung (26a) entlang einer imaginären Hauptachse (26) erstreckt und die einen von einem Lufteinblaskanal (54) durchsetzten Grundkörper (31) und ein in einem Fügebereich (34) in der Hauptrichtung (26a) an den Grundkörper(31) angesetztes, einen Schalldämpfer (33) enthaltendes Schalldämpfergehäuse (32) aufweist, wobei sich in dem Grundkörper (31) mit zu der Hauptachse (26) paralleler Ejektor-Längsachse (43) eine Ejektoreinheit (42) erstreckt, die eine mit dem Lufteinblaskanal (54) fluidisch verbundene Strahldüse (45), eine Fangdüse (46) und eine zwischen der Strahldüse (45) und der Fangdüse (46) angeordneten Absaugzone (47) aufweist, wobei die Absaugzone (47) der Ejektoreinheit (42) über einen Vakuumkanal (63) mit einer den Abgriff eines Vakuums ermöglichenden, an einer äußeren Vakuumabgriffsfläche (64) der Vakuumerzeugereinheit (2) angeordneten Vakuumabgriffsöffnung (3) kommuniziert, und wobei sich an die Fangdüse (46) ein das Schalldämpfergehäuse (32) und den darin befindlichen Schalldämpfer (33) durchsetzender Luftausblaskanal (58) anschließt, der in dem Schalldämpfergehäuse (32) einen um 90 Grad umgelenkten Verlauf hat und mit einer Luftaustrittsöffnung (62) an einer Luftaustrittsfläche (61) des Schalldämpfergehäuses (32) zur Umgebung ausmündet, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumkanal (63) das bezüglich des Grundkörpers (31) gesonderte Schalldämpfergehäuse (32) in der Hauptrichtung (26a) der Vakuumerzeugereinheit (2) durchsetzt, wobei die Vakuumabgriffsfläche (64) zusammen mit der Vakuumabgriffsöffnung (3) in der Hauptrichtung (26a) orientiert und an einer von dem Grundkörper (31) in der Hauptrichtung (26a) abgewandten Stirnseite des Schalldämpfergehäuses (32) ausgebildet ist und wobei die Luftaustrittsfläche (61) zusammen mit der Luftaustrittsöffnung (62) mit einer zu der Hauptachse (26) senkrechten Orientierung ebenfalls an dem Schalldämpfergehäuse (32) ausgebildet ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftausblaskanal (58) in dem Schalldämpfergehäuse (32) einen sich an die Fangdüse (46) anschlie-ßenden, sich in der Hauptrichtung (26a) der Vakuumerzeugereinheit (2) erstreckenden Lufteintritts-Kanalabschnitt (66), einen sich an den Lufteintritts-Kanalabschnitt (66) anschlie-ßenden, den um 90 Grad umgelenkten Verlauf definierenden Umlenkabschnitt (67) und einen sich an den Umlenkabschnitt (67) anschließenden, zu der Luftaustrittsöffnung (62) führenden Luftaustritts-Kanalabschnitt (68) aufweist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumerzeugereinheit (2) eine zu der Hauptachse (26) orthogonale, sich in einer Höhenrichtung (27a) erstreckende imaginäre Hochachse (27) aufweist, wobei der Lufteintritts-Kanalabschnitt (66) des Luftausblaskanals (58) und der Vakuumkanal (63) in dem Schalldämpfergehäuse (32) mit zueinander parallelem Verlauf in der Höhenrichtung (27a) übereinander angeordnet sind.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsfläche (61) einschließlich der Luftaustrittsöffnung (62) in der Höhenrichtung (27a) der Vakuumerzeugereinheit (2) orientiert ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Luftausblaskanal (58) und der Vakuumkanal (63) innerhalb des Schalldämpfergehäuses (32) in einem Kreuzungsbereich (74) kreuzen.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich der um 90 Grad umgelenkte Verlauf des Luftausblaskanals (58) in dem Kreuzungsbereich (74) befindet.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumkanal (63) oder der Luftausblaskanal (58) in dem Kreuzungsbereich (74) in zwei den anderen der beiden Kanäle (58, 63) auf einander gegenüberliegenden Seiten passierende Kanaläste (75a, 75b) aufgeteilt ist, die in einer stromauf des passierten Kanals und in einer stromab des passierten Kanals liegenden Kanalzweigstelle (76a, 76b) jeweils miteinander verbunden sind.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumerzeugereinheit (2) eine zu der Hauptachse (26) orthogonale, sich in einer Höhenrichtung (27a) erstreckende imaginäre Hochachse (27) und eine zu der Hauptachse (26) und der Hochachse (27) orthogonale, sich in einer Querrichtung (28a) erstreckende imaginäre Querachse (28) hat, wobei die Vakuumerzeugereinheit (2) plattenartig strukturiert ist, indem ihre Abmessungen in der Querrichtung (28a) geringer sind als ihre Abmessungen in sowohl der Hauptrichtung (26a) als auch der Höhenrichtung (27a), wobei zweckmäßigerweise die Abmessungen in der Höhenrichtung (27a) ebenfalls geringer sind als die Abmessungen in der Hauptrichtung (26).
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ejektoreinheit (42) teilweise in dem Grundkörper (31) und teilweise in dem Schalldämpfergehäuse (32) erstreckt, wobei sie den Fügebereich (34) durchquert und ein die Strahldüse (45) aufweisender erster Längenabschnitt (42a) der Ejektoreinheit (42) in dem Grundkörper (31) und ein sich daran anschließender, zumindest eine Teillänge der Fangdüse (46) aufweisender zweiter Längenabschnitt (42b) der Ejektoreinheit (42) in dem Schalldämpfergehäuse (32) aufgenommen ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Grundkörper (31) eine mit dem Lufteinblaskanal (54) kommunizierende, zu dem Fügebereich (34) ausmündende erste Aufnahmevertiefung (53a) und in dem Schalldämpfergehäuse (32) eine mit dem Luftausblaskanal (58) kommunizierende und ebenfalls zu dem Fügebereich (34) ausmündende zweite Aufnahmevertiefung (53b) ausgebildet ist, wobei die erste Aufnahmevertiefung (53a) und die zweite Aufnahmevertiefung (53b) in dem Fügebereich ineinander übergehen und wobei der erste Längenabschnitt (42a) der Ejektoreinheit (42) gegenüber dem Grundkörper (31) abgedichtet in die erste Aufnahmevertiefung (53a) und der zweite Längenabschnitt (42b) der Ejektoreinheit (42) gegenüber dem Schalldämpfergehäuse (32) abgedichtet in die zweite Aufnahmevertiefung (53b) eingesetzt ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Verlauf des Vakuumkanals (63) in dem Fügebereich (34) zwischen dem Grundkörper (31) und dem Schalldämpfergehäuse (32) ein bewegliches Rückschlagventilglied (78) angeordnet ist, das eine Luftströmung in Richtung zur Absaugzone (47) zulässt und in der Gegenrichtung sperrt und bei dem es sich zweckmäßigerweise um eine partiell zwischen dem Grundkörper (31) und dem Schalldämpfergehäuse (32) eingespannte verschwenkbare Rückschlagklappe handelt.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumkanal (63) im Schalldämpfergehäuse (32) mit einem Belüftungskanal (81) kommuniziert, durch den hindurch der Vakuumkanal (63) zum Abbau eines in ihm herrschenden Vakuums mit Überdruck beaufschlagbar ist und der einen im Grundkörper (31) verlaufenden ersten Kanalabschnitt (81a) sowie einen im Schalldämpfergehäuse (32) verlaufenden zweiten Kanalabschnitt (81b) aufweist, wobei der zweite Kanalabschnitt (81b) einenends in dem Fügebereich (34) in den ersten Kanalabschnitt (81a) übergeht und andernends in den Vakuumkanal (63) mündet.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verlauf des zweiten Kanalabschnittes (81b) des Belüftungskanals (81) im Schalldämpfergehäuse (32) eine Drosselstelle (84) eingeschaltet ist, die ein zur veränderlichen Einstellung einer Drosselungsintensität in dem Schalldämpfergehäuse (32) verstellbar angeordnetes Drosselglied (85) aufweist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumkanal (63) in dem Schalldämpfergehäuse (32) mit einem Sensorkanal (88) kommuniziert, der sich durch den Fügebereich (34) hindurch auch im Grundkörper (31) der Vakuumerzeugereinheit (2) erstreckt und zu einem in dem Grundkörper (31) aufgenommenen Drucksensor (87) führt.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalldämpfergehäuse (32) einen Gehäusehauptkörper (32a) aufweist, in dem eine den Schalldämpfer (33) aufnehmende Aufnahmekammer (73) ausgebildet ist, die durch einen Gehäusedeckel (32b) des Schalldämpfergehäuses (32) verschlossen ist, in dem die Luftaustrittsöffnung (62) ausgebildet ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalldämpfer (33) hülsenförmig ausgebildet ist und koaxial in einer Längsrichtung von einem einen Längenabschnitt des Luftausblaskanals (54) bildenden Schalldämpferkanal (69) durchsetzt ist, wobei er eine im Vergleich zu seinem Außendurchmesser größere Länge hat und mit zur Hauptachse (26) der Vakuumerzeugereinheit (2) orthogonaler Ausrichtung seiner Längsrichtung in dem Schalldämpfergehäuse (32) angeordnet ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (31) der Vakuumerzeugereinheit (2) mit einer elektrisch betätigbaren Vakuum-Steuerventileinrichtung (23) bestückt ist, die an den Lufteinblaskanal (54) angeschlossen ist und zur Steuerung einer Druckluftbeaufschlagung des Lufteinblaskanals (54) ausgebildet ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 17 in Verbindung mit einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuum-Steuerventileinrichtung (23) auch an den Belüftungskanal (81) angeschlossen ist und zur Steuerung einer Druckluftbeaufschlagung des Belüftungskanals (81) und des damit kommunizierenden Vakuumkanals (63) ausgebildet ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (31) eine Ventilbestückungsfläche (56) aufweist, an der die Vakuum-Steuerventileinrichtung (23) montiert ist und die zweckmäßigerweise die gleiche räumliche Orientierung hat wie die Luftaustrittsfläche (61) des Schalldämpfergehäuses (32).
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie als eine Vakuumerzeugerbaugruppe (1a) ausgebildet ist, die mehrere in einer orthogonal zu der Hauptrichtung (26a) verlaufenden Aneinanderreihungsrichtung (8) aneinandergereihte und mechanisch miteinander verbundene Vakuumerzeugereinheiten (2) aufweist, deren Grundkörper (31) in der Aneinanderreihungsrichtung (8) von einem zur Verbindung mit einer externen Druckluftquelle (P) vorgesehenen Baugruppen-Speisekanal (22) durchsetzt sind, der in jeder Vakuumerzeugereinheit (2) mit deren Vakuum-Steuerventileinrichtung (23) verbunden ist, um die zur Steuerung einer Druckluftbeaufschlagung benötigte Druckluft bereitzustellen.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumerzeugerbaugruppe (1a) zusätzlich zu den Vakuumerzeugereinheiten (2) mindestens eine zur pneumatischen Ansteuerung eines Pneumatikantriebes (14) geeignete Ventileinheit (13) aufweist, die gemeinsam mit den Vakuumerzeugereinheiten (2) in der Aneinanderreihungsrichtung (8) aneinandergereiht und von dem Baugruppen-Speisekanal (22) ebenfalls durchsetzt ist, wobei der Baugruppen-Speisekanal (22) innerhalb der mindestens einen Ventileinheit (13) mit einer elektrisch betätigbaren Steuerventileinrichtung (17) verbunden ist, durch die die Druckbeaufschlagung mindestens eines in der Ventileinheit (13) ausgebildeten und zur fluidischen Verbindung mit einem anzusteuernden Pneumatikantrieb (14) vorgesehenen Arbeitskanal (16) steuerbar ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinandergereihten Vakuumerzeugereinheiten (2) und Ventileinheiten (13) in der Aneinanderreihungsrichtung (8) von mindestens einem mit der Atmosphäre kommunizierenden Baugruppen-Entlüftungskanal (24) durchsetzt sind, der in jeder Ventileinheit (13) mit deren Steuerventileinrichtung (17) fluidisch verbunden ist, während er zweckmäßigerweise in den Vakuumerzeugereinheiten (2) von deren jeweiliger Vakuum-Steuerventileinrichtung (23) abgetrennt ist.
Vakuumerzeugervorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die aneinandergereihten Vakuumerzeugereinheiten (2) und optionalen Ventileinheiten (17) in der Aneinanderreihungsrichtung (8) von einem elektrischen Kommunikationsstrang (25) durchsetzt sind, der mit sämtlichen Vakuum-Steuerventileinrichtungen (23) und Steuerventileinrichtungen (17) der optionalen Ventileinheiten (13) elektrisch verbunden ist und eine Schnittstelle (20) zur elektrischen Verbindung mit einer elektronischen Steuereinheit (21) aufweist.