DE8815392U1

DE8815392U1 - Strömungsventil

Info

Publication number: DE8815392U1
Application number: DE8815392U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-10
Filing date: 1988-12-10
Publication date: 1989-03-30

Description

Vertetcr:
Patentanwälte
Kohler-Schwicdling-Spath
Hohentwielstraße ■ 1
7000 Stuttgart 1

Strömunasventil

Die Erfindung betrifft ein zur Verwendung in der Vakuum-Handhabungstechnik geeignetes Strömungeventil mit einem Ventilgehäuse, innerhalb von dem ein bewegliches Ventilteil angeordnet ist, das bei Vorliegen einer vorbestimmten Druckdifferenz gegen einen Ventilsitz gedrückt wird und das Ventil sperrt.

Derartige Ventile können bei Sauggreifern eingesetzt werden. Der Sauggreifer wird in Rontakt mit einem zu ergreifenden Gegenstand gebracht, der beispielsweise durch den Sauggreifer hochgehoben werden soll, anschließend wird die Verbindung des Sauggreifers über ein Strömung«ventil der oben genannten Art mit einer Säugpumpe hergestellt, und dadurch wird der zu ergreifende

Gegenstand durch den Sauggreifer festgehalten. Das Saugventil bleibt bei einem derartigen Greifer im offenen Zustand. Ist dagegen ein Greifer nicht in Kontakt mit einem festzuhaltenden Gegenstand, so schließt das entsprechende Strömungsventil wegen der starken Luftströmung, die durch die Saugpumpe in dem Strömungsventil erzeugt wird. Auch dann, wenn einer von mehreren Greifern, die geneinsam ein Werkstück ergreifen, sich kurzzeitig von den Werkstück löst, so schließt das zugeordnete Ftrömungs-

&kgr; , &ngr; ventil. Kommt anschließend der Greifer wieder in Kontakt mit ft &ngr; J

dem zu transportierenden Werkstück, so bleibt das Strömungsventil geschlossen und der zugeordnete Sauggreifer ist daher wir-.| kungslos.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventil der ein-

' gangs genannten Art zu schaffen, das sich, ausgehend vom geschlossenen Zustand, wieder öffnet, wenn der dem Saugpumpenan-

\ Schluß abgewandte Anschluß (Sauggreiferanschluß) des Ventils

verschlossen wird, wie dies der Fall ist, wenn das Ventil in de- oben geschilderten Weise bei einem Sauggreifer eingesetzt

{ wird.

) Die genannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein die Dichtstelle zwischen dem beweglichen Ventilteil Und dem Ventilsitz umgehender Strömungsweg vorgesehen ist, dessen Strömungswiderstand wesentlich größer ist als der Strömungswiderstand des offenen Ventils.

Der Strömungswiderstand des genannten Strömungswegs is« einerseits so klein, daß auch dann, wenn an einer einzigen Saugpumpe eine Vielzahl von Strömungsventilen angeschlossen ist, deren : Saugoreiferanschluß nicht abgedeckt ist, wodurch diese Ventile &Ggr;· in den gesperrten Zustand geraten/ der durch den genannten

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Strömungsweg fließende Gasstrom, &zgr;«&Bgr;* Luftstrom so klein ist, daß die Saugleistung einer Saugpumpe, die an anderen, nicht gesperrten Strömungsventilen zur Verfügung steht, nicht merklich beeinträchtigt wird. Andererseits ist der Strömungswiderstand des genannten Strömungswegs so klein, daß dann, wenn die Saugareiferseite des Ventils, nachdem das Ventil gesperrt hat, abgedeckt wird, wie dies der Fall ist, wenn das Ventil oder ein mit diesem verbundener Sauggreifer mit einem anzuhebenden Gegenstand in Berührung kommt, der Raum zwischen dem beweglichen Ventilteil und derjenigen Stelle, wo das Ventil oder ein mit diesem verbundener Sauggreifer abgedeckt worden ist, wobei dieser Raum im Augenblick der Abdeckung unter Umgebungsdruck steht, ausreichend rasch evakuiert wird, so daß die Differenz der Drücke auf beiden Seiten des beweglichen Ventilteils soweit absinkt, daß das bewegliche Ventilteil sich vom Ventilsitz löst und dadurch das Ventil wieder öffnet, so daß an dem Vakuumgreifer nun die volle Saugleistung zur Verfügung steht.

Der Volumenstrom, der durch den genannten Strömungsweg fließt, kann insbesondere etwa 1% oder kleiner oder aber auch nur $

1 °/oo oder kleiner als derjenige Volumenstrom sein, der sich bei künstlich offen gehaltenem Ventil bei gleicher Druckdifferenz ergeben würde.

Vorzugsweise ist das bewegliche Ventilteil eine Kugel. Diese besteht bei Ausführunggforraen der Erfindung vorteilhaft aus einem relativ leichten Material, näialieh eines Kunststoff» Anstatt einer Kugal kann insbesondere ein Zylinder oder ein Körper verwendet werden, der aus einem Kreiszylinder durch Verjüngen in einem mittleren Längenbereich zwecks Gewichtsverringerung entstanden ist. Dieser Körper kann Anfasungen zur Anpassung an den Ventilsitz haben.

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Der Strömungsweg kann in unterschiedlicher Art verwirklicht sein. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist er als Aussparung im Ventil ausgebildet. Dies kann in einfacher Weise z.B. dadurch gesehenen, daß dar Ventilsitz, der bei Verwendung einer Kugel im wesentlichen durch eine kegelstumpfförmig» Flache gebildet werden kann, in dieser Fliehe schmale und flache Nuten enthalt, die beim Anliegen der Kugel am Ventilsitz einen Durch- / , laß von der Sauggreiferseite zur Saugpumpenseite bilden. Der Strömungsweg könnte auch durch einen im Abstand von dem Ventilsitz vorgesehenen Kanal, beispielsweise eine Bohrung, gebildet sein, wenn die Konstruktion des Ventils dies zulaßt.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann der Strömungsweg im beweglichen Ventilteil selbst vorgesehen sein. Dies kann durch einen Kanal oder mehrere das bewegliche Ventilteil durchsetzende Kanäle realisiert werden, oder beispielsweise dadurch, daß an der Außenseite des beweglichen Ventilteils dort, wo es an dem Ventilsitz anliegt. Nuten oder Rillen vorgesehen sind, die verhindern, daß das bewegliche Ventilteil am Ventilsitz eine absolut dichte Abdichtung bildet. Die oben ( > genannten das bewegliche Ventilteil durchsetzenden Kanäle könnten auch dadurch realisiert sein, daß das bewegliche Ventilteil ein insgesamt poröser Körper ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine am Ventilgehäuse abgestützte Feder vorgesehen _t an der das bewegliche Ventilteil mindestens dann angreift, wenn das Strömungsventil mit vertikal unterhalb des beweglichen Ventilteils angeordnetem Ventilsitz orientiert ist, und die Kraft der Feder ist derart bemessen, daß bei Fehlen einer Druckdifferenz das bewegliche &iacgr; Ventilteil durch die Feder im Abstand von dem Ventilsitz gehal-

, ten ist. Der Vorteil liegt hierbei darin, daß die genannte Feder einen Gewichtsausgleich für das bewegliche Ventilteil schafft und eine beliebige Einbaulage des Ventils ermöglicht. Selbst dann, wenn das bewegliche Ventilteil oberhalb des Ventilsitzes angeordnet ist, bleibt das Ventil offen, sofern der Volumenstrom durch das Ventil hindurch ausreichend klein ist, wie dies bei einem abgedeckten Sauggreifer der Fall ist.

/ \ Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Filter auf der dem Ventilsitz abgewandten Seite des beweglichen Ventilteils im Strömungsweg des Strömungsventils angeordnet. Dadurch wird das Vordringen von Verschmutzungen zum Ventilsitz erschwert. Bei der Verwendung des Ventils kann es zweckmäßig sein, das Ventil in zeitlichen Abstanden von seinem Saugpumpenanschluß her mit Druckluft zu beaufschlagen, um im Filter festgehaltene Verschmutzungen auszublasen.

Heitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale ( > können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.

Die einzige Figur zeigt im Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines Saugventils.

Ein Saugventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 auf, das aus einem im wesentlichen als Rohr mit kreisrundem Innenquerschnitt und sechseckigem Außenquerschnitt ausgebildeten Hauptteil 4 und einem in dessen unteren Endbereich unter Zwischenschaltung

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&ldquor; einer Dichtung 5 eingeschraubten Einsatz 6 besteht. Der Einsatz 6 weist eine zentrische Bohrung 8 auf, in der eine Schraubendruckfeder 10 »it ihrem unteren Ende befestigt ist und im übrig an so angeordnet ist, daß «ie sich störungsfrei zusammendrücken lißt. Das obere Ende der Schraubenfeder 10 ragt etwas Ober das obere Ende der Bohrung 8 hinaus. Ans obere Ende der Bohrung 8 schließt sich ein kegelstumpfförmiger Ventilsitz 12 an, mit dem als bewegliches Ventilteil 14 eine Kugel aus &kgr; s \ Kunststoff zusammenwirkt. Das bewegliche Ventilteil 14 sitzt bei der gezeigten Orientierung dos Ventils 1 auf dem oberen Ende der Schraubenfeder 10 auf und wird von dieser im Abstand von dem Ventilsitz 12 gehalten.

In die kegelstumpfförmige Fliehe des Ventilsitzes 12 sind im Abstand von jeweils 90' relativ zur Längsmittelachse des Stromungsventils 1 vier schmale niedrige Nuten 25 eingefräst, die einen Strömungsweg oder Nebenschluß am beweglichen Ventilteil 14 offen lassen, wenn dieses fest am Ventilsitz 12 anliegt, weil bei Inbetriebsetzung einer am Anschluß 16 angeschlossenen Saugpumpe der genannte Sauggreifer bzw. die Seite 18 nicht durch einen festzuhaltenden Gegenstand abgedeckt ist. Die Anzahl der , ") Nuten und ihr gegenseitiger Abstand können auch anders gewählt werden. In der Zeichnung sind die Nuten so dargestellt, daß sie der Neigung des Ventilsitzes folgen. Abweichend hiervon werden die nuten am einfachsten dadurch hergestellt, daß in das den Ventilsitz bildende Teil von oben her ausreichend tiefe Nuten, eingefräst oder eingesägt werden, deren Unterkante in der Zeichnung waagrecht, also rechtwinklig zur Längsachse des Ventils verläuft.

Im Beispiel ist das Strömungsventil 1 nicht an eine Säugpumpe angeschlossen. Wird mittels des Gewindes 15 der untere Anschluß

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oder Saugpumpenanschluß 16 mit einer Säugpumpe verbunden und wird mittels des Gewindes 17 das obere offene Ende 18 des Hauptteils 4 entweder unmittelbar als Sauggreifer verwendet oder mit einem Sauggreifer verbunden, so wird das bewegliche Ventilteil 14 dann gegen den Ventilsitz 12 gezogen, wenn der Sauggreifer bzw. das obere Ende 18 nicht ausreichend dicht durch einen festzuhaltenden Gegenstand abgedeckt ist, weil dann infolge des hohen Gasvolumenstroms durch das Strömungs- , ventil hindurch das bewegliche Ventilteil 14 gegen den Ventil^v sitz 12 gezogen wird. Wird anschließend das Ende 18 verschlossen, so wird der Raum oberhalb des Ventilsitzes evakuiert, und die Feder 10 hebt das bewegliche Ventilteil 14 vom Ventilsitz 12 ab.

Der Durchmesser der Bohrung 8 beträgt im Beispiel etwa 6 mm, ihre Länge etwa 20 mm. Die Federkonstante der Feder 10 ist 0,007 N/mm. Der Innendurchmesser eines mittleren Abschnitts des Strömungsventils 1, wo sich der bewegliche Ventilteil 14 bewegen kann, beträgt im Beispiel etwa 11,5 nun, während der Durchmesser des kugelförmigen beweglichen Ventilteils 14 etwa 11 mm ist, so daß der Spalt zwischen der Kugel und der Bohrung ( relativ klein ist. Die Kugel besteht aus Polyamid und wiegt etwa 0,5 g. Die Nuten 25 sind 0,25 mm breit und 1,8 mm tief.

Das gezeigte Strömungsventil schließt in jeder Einbaulage bei einem Volumenstrom von 0,6m³ Luft/Stunde. Bei gesperrtem Ventil erlauben die Nuten 25 bei einer Druckdifferenz von 0,4 bar einen Volumenstrotn oder eine Leckluftmenge von 0,1 bis 0,2 m²/h.

Am oberen Ende des Bereichs 28 ist ein Filter 30 in Form eines engen Metallgitters im Strömungsweg der das Strömungsventil 1 durchströmenden Gase vorgesehen/ das das Eindringen von Ver-

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schmutzungen und das Vordringen von Verschmutzungen zum Ventilsitz 12 verhindern soll.

Das Ventil 1 kann in jeder Lage eingesetzt werden, insbesondere auch um 180° gedreht (oben und unten vertauscht) oder um 90° gedreht, also liegend.

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Claims

I · Schutzansprüche

1. Zur Verwendung in der Vakuum-Handhabungstechnik geeignetes Ströroungsventil (1) mit einem Ventilgehäuse (2), innerhalb von dem ein bewegliches Vuntilteil (14) angeordnet ist, das bei Vorliegen einer vorbestimmten Druckdifferenz gegen einen Ventilsitz (12) gedrückt wird und das Ventil ti) sperrt, 'dadurch gekennzeichnet, daß ein die Dichtstelle

s\ zwischen dem beweglichen Ventilteil (14) und dem Ventilsitz (12) umgehender Strömungsweg vorgesehen ist, dessen Strömungswiderstand wesentlich größer ist als der Strömungswiderstand des offenen Ventils (1).

2. Strömungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilteil (14) als Kugel ausgebildet ist.

3. Strömungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilteil als in seinem mittleren Längenbereich ausgesparter Zylinder ausgebildet ist.

( ' 4. Strömungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg als Aussparung (25) im Ventilsitz (12) ausgebildet ist.

5. Stromungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da? der Strömungsweg als im Abstand von dem Ventilsitz das Ventilgehäuse durchsetzender Kanal ausgebildet ist.

6. Strömungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

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dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg als im beweglichen Ventilteil vorgesehener Kanal ausgebildet ist.

7. Strömungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Ventilgehäuse (2) abgestützte Feder (10) vorgesehen ist, an der das bewegliche Ventilteil (14) mindestens dann angreift, wenn das Strömungsventil (1) mit unterhalb des beweglichen Ventilteils

>\ (14) angeordnetem Ventilsitz (12) orientiert ist, und daß

die Kraft der Feder (10) derart bemessen ist, daß bei Fehlen einer Druckdifferenz das bewegliche Ventilteil durch die Feder im Abstand von dem Ventilsitz gehalten ist.

8. Strömungsventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Filter (30) auf der dem Ventilsitz (12) abgewandten Seite des beweglichen Ventilteils (14) im Strömungsweg des Strömungsventils angeordnet ist.