EP1257742A1 - Mehrzahl von vakuumerzeugereinheiten - Google Patents

Mehrzahl von vakuumerzeugereinheiten

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Publication number
EP1257742A1
EP1257742A1 EP01905645A EP01905645A EP1257742A1 EP 1257742 A1 EP1257742 A1 EP 1257742A1 EP 01905645 A EP01905645 A EP 01905645A EP 01905645 A EP01905645 A EP 01905645A EP 1257742 A1 EP1257742 A1 EP 1257742A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ejector
vacuum generator
opening
generator units
units according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP01905645A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1257742B1 (de
Inventor
Michael Berner
Jürgen Schnatterer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Festo SE and Co KG
Original Assignee
Festo SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Festo SE and Co KG filed Critical Festo SE and Co KG
Publication of EP1257742A1 publication Critical patent/EP1257742A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1257742B1 publication Critical patent/EP1257742B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
    • F04F5/46—Arrangements of nozzles
    • F04F5/466—Arrangements of nozzles with a plurality of nozzles arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
    • F04F5/14—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid
    • F04F5/16—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids
    • F04F5/20—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow the inducing fluid being elastic fluid displacing elastic fluids for evacuating

Definitions

  • the invention relates to a plurality of vacuum generator units which can be used jointly or independently of one another, each having a housing which is internally provided with at least one ejector mount equipped with an ejector insert, the housings structurally matching at least one transverse ejector receptacle.
  • US Pat. No. 4,861,232 shows a plurality of vacuum generator units which are lined up in a battery-like manner and each serve to generate a negative pressure or a vacuum which is used when handling objects.
  • Each vacuum generator unit is provided with cavities inside, under which there is an ejector receptacle in which an ejector insert is accommodated.
  • compressed air flows through the ejector insert, which causes a suction effect at a side suction opening, which can generate a vacuum on a connected suction unit when it is attached to an object to be manipulated.
  • the ejector insert thus fulfills the function of a jet pump.
  • the individual vacuum generator units are each equipped in at least one of their ejector receptacles with the same transverse dimensions with different types of ejector inserts that specify different fluid flow paths.
  • ejector inserts that are cross-sectionally adapted but differ in terms of the defined fluid flow paths.
  • an ejector insert in the respective ejector receptacle to define the channels running in the housing of a respective vacuum generator unit - usually an inlet channel, an outlet channel and an intake channel - the specific fluid flow paths for the fluid flowing through, usually compressed air, Are defined.
  • vacuum generator units can be made available which, due to the fact that they are equipped with different types of ejector inserts, enable connection types that differ from one another in order to determine the function of the housing channels with regard to the feed, outlet and suction of the medium.
  • the housings of the individual vacuum generator units can have the same external design, in order to enable uniform designs regardless of the mode of operation, in the manufacture of which one can at least largely use identical tools.
  • the vacuum generator units can be implemented as independent products.
  • One or more vacuum generator units can have several ejector receptacles of identical cross-section in their housing, which are equipped with the same or different types of ejector inserts. There is also the option of fluidly interconnecting several ejector receptacles formed in one housing in order to master more complex control tasks.
  • the ejector inserts are designed in the manner of cartridges and are inserted as a structural unit in the respectively assigned ejector receptacle.
  • these may well be multi-part ejector inserts, the components of which can be assembled into an ejector cartridge or ejector cartridge before assembly.
  • the ejector inserts are preferably mounted in the associated ejector receptacle by inserting them from an axial end face of the ejector receptacle in question.
  • the Ejektqrein- be pressed in so that they are securely fixed solely by the resulting frictional connection.
  • the ejector inserts on the outer circumference with a sealing arrangement composed of one or more seals, which in the inserted state interacts in a sealing manner with the inner surface of the assigned ejector receptacles.
  • the ejector inserts will be designed in such a way that they have a total of three openings for the fluid flowing through them, two of which are located on the two axially oppositely oriented end faces and a further one is located in the intermediate lateral area. These are an inlet opening, an outlet opening and a suction opening, each of which can communicate with an inlet duct, outlet duct and suction duct running in the associated housing.
  • the front openings can form the feed opening and the outlet opening, while the side opening functions as a suction opening.
  • Flow paths deviating from this in the ejector insert result in a type whose axial openings form the feed opening and the suction opening, while the lateral opening represents the outlet opening.
  • Another particularly expedient type of ejector insert provides a suction opening and an outlet opening on the axial side, while the lateral opening forms the feed opening. Depending on the application, it is therefore possible to implement different connection forms by appropriately designing the ejector insert.
  • FIGS. 1 to 3 shows several, both jointly and independently as required vacuum generator units that can be operated from one another and are equipped with different types of ejector inserts.
  • Each is a longitudinal section.
  • the vacuum generator units 1 each have a housing 2 which is provided on the inside with an elongated cavity which forms an ejector receptacle 3.
  • the housing 2 can simultaneously be provided with a plurality of ejector receptacles 3 which are placed next to one another. In the case of the exemplary embodiment, it would be advisable in this case to accommodate a further ejector receptacle 3 in addition to the existing one in the area which lies below the drawing plane. If required, these ejector receptacles can be fluidly connected to one another by means of suitable channels in order to achieve special functionalities.
  • the ejector receptacles 3 of the vacuum generator units 1 shown in the drawing are each cylindrical and preferably circular cylindrical. With each other they have identical transverse dimensions with a matching cross-sectional contour, the diameters being the same.
  • Each ejector receptacle 3 is followed by a first housing channel 4 on one axial side and a second housing channel 5 on the opposite end side.
  • a third housing channel 6 opens laterally into the ejector receptacle 3. All three housing channels 4, 5, 6 are guided to the outer surface of the housing 2 and thus accessible from the outside.
  • An ejector device which is referred to as an ejector insert 7, is inserted into the interior of a respective ejector receptacle 3.
  • This ejector insert 7 has an elongated shape with an outer contour that is at least partially adapted to the inner contour of the ejector receptacle 3, so that it is fixed in the ejector receptacle 3 with as little play as possible in the transverse direction.
  • the length of the ejector insert 7 preferably corresponds at least to approximately that of the ejector receptacles 3.
  • the ejector inserts 7 used in the individual vacuum generator units 1 also preferably have the same overall length.
  • the ejector inserts 7 are equipped on the inside with channels or cavities which lead to openings on the outer surface of the respective ejector insert 7.
  • a first opening 11 and a second opening 12 are arranged on the two axially oppositely oriented end faces of the ejector insert 7 and communicate there with the first and second housing channels 4, 5.
  • a third opening 13 is located axially between the first and second opening 11, 12 lying area on the long side of the ejector insert 7 and is connected to the third housing channel 6.
  • the ejector inserts are preferably identical in terms of their transverse and length dimensions, but differ in the fluid flow conditions which are defined by the internal channels or cavities in the interior of the respective ejector insert 7 communicating with the three openings 11, 12, 13. These are types or types of ejector inserts 7 which differ from one another and which are additionally identified below with reference numerals 7a, 7b and 7c for better differentiation.
  • the first housing channel 4 forms a feed channel 14, via which a pressurized fluid, usually compressed air, is fed, which flows into the ejector insert 7a via the assigned first opening 11.
  • the first opening 11 thus forms a feed opening 17.
  • Adjacent to the feed opening 17 is an axially extending nozzle channel 21, in which the inflowing pressure medium is accelerated until it emerges at a nozzle opening 22 at high speed, and then into an axial one spaced capture nozzle channel 23 to enter, the other having the second opening 12, which is consequently an outlet opening 18. From there, the pressure medium reaches the second housing channel 5, which forms an outlet channel 15 and via which it can be blown out to the atmosphere.
  • a negative pressure is established in the intermediate space 24 which continues to the third opening 13 which is connected to this intermediate space 24 and which can thus be referred to as a suction opening 19. It is connected to the third housing channel 6, which forms a suction channel 16, which can be connected via a further channel 25 to an area 26 to be suctioned off and subjected to a vacuum.
  • the further channel 25 can in particular be formed by a rigid or flexible fluid line.
  • the area 26 to be extracted is, for example, the
  • a suction unit 27 for example a suction cup. If the suction unit 27 is attached to an object with its opening covered and the interior 26 forming the area to be extracted is suctioned off, a vacuum is created which causes the object to adhere to the suction unit 27 and enables any handling of this object, for example transport.
  • the pressure medium is advantageously also fed into the feed channel 14 via a suitable fluid line, which is not shown in the drawing, however.
  • the pressure medium emerging at the outlet channel 15 can also be discharged via a connected fluid line.
  • suitable fastening means 28 which here are preferably designed as plug connection devices are guided, which allow a releasable attachment of the fluid line in question.
  • FIG. 2 also has appropriate equipment with fastening means 28.
  • FIG. 3 shows an alternative design in which the fastening means 28 are designed as screw threads.
  • the outlet duct 15 can be equipped with a muffler, which allows the compressed air to be blown out directly into the surrounding area with little noise.
  • the ejector insert 7a is flowed through axially linearly by the pressure medium generating the negative pressure, and the suction takes place laterally.
  • the feed area is also labeled “P”
  • the outlet area is labeled “R”
  • the suction area is labeled “V”. This also applies to the other figures.
  • the first opening 11 in turn represents the feed opening 17.
  • the outlet opening 18 and the suction opening 19 are interchanged.
  • the second opening 12 thus forms the suction opening 19
  • the second housing channel 5 represents the suction channel 16.
  • the outlet opening 18 is formed by the third opening 13, and the third housing channel 6 is the outlet channel 15.
  • FIG. 3 Another preferred type of ejector insert 7c is shown in FIG. 3.
  • the laterally arranged third opening 13 forms the feed opening 17, with the third housing channel 6 correspondingly representing the feed channel 14.
  • the outlet opening 18 is formed by the second opening 12, the suction opening 19 by the first opening 11. Consequently, the outlet channel 15 and the suction channel 16 are axially oriented here and formed by the second and first housing channels 5, 6, respectively.
  • the compressed air supplied laterally in the ejector insert 7b is U-steered in the axial direction.
  • the suction flow passes through the ejector 7b coaxially.
  • the first, second and third housing channels 4, 5, 6 are arranged in the different housings 2 in such a way that they communicate in areas with the respectively assigned ejector holder 3, which are placed at least approximately identically within the different housings with reference to the respective ejector holder.
  • the first, second and third openings 11, 12, 13 in the individual ejector inserts 7a, 7b, 7c it is possible to choose one and the same housing 2 with any one of the ejector inserts 7a, 7b, 7c in order to implement different connection types and functions as required.
  • the housing channels 4, 5, 6 are connected with the openings specified by the ejector insert, taking into account the fluid flow paths defined by the ejector insert in question.
  • the housings of the individual vacuum generator units 1 can have an at least approximately identical external design. There is also the possibility, in particular, of executing a plurality of vacuum generator units 1 with identical housings 2, a functional distinction being obtained only by equipping them with different types of ejector receptacles 3.
  • the housing 2 of the vacuum generator unit 1 is formed by a component of a fluid technology device 32, the main function of which is a function other than a vacuum generating function.
  • the main function of this fluid technology device can be, for example, a drive function or a valve function, wherein the housing 2 can be represented by a component and preferably by the housing of a fluid-operated drive or a control valve.
  • the housing 2 is the housing of a suction unit 27, as indicated by way of example in FIG. 1, which can specifically be the holder of this suction unit.
  • the ejector insert 7 can therefore be integrated directly into a suction unit 27.
  • the ejector inserts 7 are preferably cartridge-like and can be referred to as ejector cartridges or ejector cartridges, which can be inserted into the ejector receptacle 3 in question from one axial side by means of a plug-in assembly. In the exemplary embodiment, they can be inserted through the first housing channel 4 into the ejector receptacle 3, the desired end position being specified by housing-side stop means which protrude into the insertion path and against which the ejector insert 7 comes to rest when the desired position is reached.
  • the ejector inserts 7 there may also be positioning means which only allow the ejector inserts 7 to be inserted with a very specific angular position. Expediently, however, the ejector inserts 7 are designed in such a way that they fulfill their function regardless of the angle of rotation.
  • the ejector inserts 7 each contain an elongated ejector body 31, which is composed of two axially interlocking first and second parts 34, 35 arranged coaxially to one another.
  • the arrangement is expediently such that these two parts 34, 35 are joined together in the ejector receptacle 3 before assembly, that is to say they form a structural unit before they are inserted into the ejector receptacle 3.
  • the two parts 34, 35 can in particular be firmly plugged together. A screw, adhesive or welded connection would also be possible.
  • the first opening 11 is provided on the first part 34 and the second opening 12 on the second part 35.
  • the third opening 13 can be defined by gaps between the two parts 34, 35, but can also be formed directly in only one of the two parts 34, 35. In the vacuum generator unit 1 of FIG. 2, it is located in the second part 35.
  • the first part 34 of the ejector body 31 is preferably a metal part, while the second part 35 consists of plastic material.
  • the catch nozzle channel 23 is located in a body 36 which tapers conically on the outside from the outlet opening 18 to the nozzle opening 12, and on the tapered end region of which there are a plurality of circumferentially spaced bodies on the outside holding arms 37 are attached in one piece, which extend towards the first part 34 and are in turn connected in one piece with an annular body 38 which is coaxially attached to the first part 34.
  • the gaps between the holding arms 37 adjacent in the circumferential direction define the suction opening 19.
  • cartridge-like ejector inserts can also be used in individual vacuum generator units 1, the design shown in FIG. 1 in particular having particular advantages in terms of production technology and functionality.
  • a respective ejector insert 7 is inserted with a seal in the associated ejector receptacle 3.
  • the ejector insert 7 can, as shown, be provided on the outer circumference with a sealing arrangement 42 composed of one or more seals, which comes to rest on the inner surface of the ejector receptacle 3.
  • the sealing arrangement 42 concentrically surrounds the ejector body 31 and, due to its rubber-elastic properties, can preferably also be used to ensure that the ejector inserts 7 are fixed in a press fit within the ejector receptacles 3, so that no further fastening measures are required.
  • the sealing arrangement 42 has two annular seals arranged axially at a distance from one another, one of which is arranged on the first part 34 and the other on the second part 35 and in particular is held in an annular groove provided on the relevant part.

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Description

Mehrzahl von Vakuumerzeuαereinheiten
Die Erfindung betrifft eine Mehrzahl von gemeinsam oder unabhängig voneinander verwendbaren Vakuumerzeugereinheiten, die jeweils ein Gehäuse aufweisen, das intern mit mindestens einer mit einem Ejektoreinsatz bestückten Ejektorauf ähme versehen ist, wobei die Gehäuse zumindest hinsichtlich der Querabmessungen mindestens einer Ejektoraufnähme konstruktiv übereinstimmen.
Aus der US 4 861 232 geht eine Mehrzahl von Vakuumerzeuger- einheiten hervor, die batteriartig aufgereiht sind und jeweils dazu dienen, einen Unterdruck bzw. ein Vakuum zu erzeugen, welches bei der Handhabung von Gegenständen zur Anwen- düng gelangt. Jede Vakuumerzeugereinheit ist im Innern mit Hohlräumen versehen, unter denen sich eine Ejektoraufnähme befindet, in der ein Ejektoreinsatz untergebracht ist. Im Betrieb wird der Ejektoreinsatz von Druckluft durchströmt, was an einer seitlichen Ansaugöffnung eine Saugwirkung hervor- ruft, die an einer angeschlossenen Saugeinheit einen Unterdruck erzeugen kann, wenn diese an einen zu manipulierenden Gegenstand angesetzt ist. Der Ejektoreinsatz erfüllt somit die Funktion einer Strahlpumpe.
Die einzelnen Vakuumerzeugereinheiten sind beim Stand der Technik identisch ausgebildet und auf einen ganz bestimmten Anwendungszweck zugeschnitten, was einem universelleren Einsatz entgegensteht. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen zu treffen, die auf flexible und kosten- günstige Weise die Realisierung verschiedenartiger Vakuumerzeugereinheiten ermöglichen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, dass die einzelnen Vakuumerzeugereinheiten in jeweils mindestens einer ihrer in den Querabmessungen übereinstimmenden Ejektoraufnahmen mit voneinander abweichende Fluidströmungswege vorgebenden unterschiedlichen Typen von Ejektoreinsätzen bestückt sind.
Auf der Basis von Vakuumerzeugereinheiten, deren Gehäuse über Ejektoraufnahmen mit einheitlichen Querabmessungen und insbesondere mit einheitlichen Durchmessern verfügen, lassen sich somit durch Verwendung querschnittsmäßig angepasster, hinsichtlich der definierten Fluidströmungswege jedoch voneinan- der abweichender Ejektoreinsätze unterschiedliche Bauformen realisieren. Es besteht insbesondere die Möglichkeit, zur Definition der im Gehäuse einer jeweiligen Vakuumerzeugereinheit verlaufenden Kanäle - in der Regel ein Einspeisekanal, ein Austrittskanal und ein Ansaugkanal - einen Ejektoreinsatz in die betreffende Ejektoraufnähme einzusetzen, der spezifische Fluidströmungswege für das hindurchströmende Fluid, in der Regel Druckluft, definiert. Auf diese Weise lassen sich Vakuumerzeugereinheiten bereitstellen, die, bedingt durch eine Bestückung mit unterschiedlichen Typen von Ejektoreinsät- zen, voneinander abweichende Anschlussformen ermöglichen, um so anwendungsspezifisch die Funkton der Gehäusekanäle hinsichtlich Einspeisung, Austritt und Ansaugen von Medium festzulegen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Gehäuse der einzelnen Vakuumerzeugereinheiten können über die gleiche Außengestaltung verfügen, um unabhängig von der Funktionsweise einheitliche Bauformen zu ermöglichen, bei deren Herstellung man zumindest größtenteils auf identische Werkzeuge zurückgreifen kann. Die Vakuumerzeugereinheiten können als eigenständige Produkte realisiert werden. Daneben besteht aber auch die Möglichkeit, die Vakuumerzeugereinheiten als Bestandteile eigenständiger fluidtechnischer Einrichtungen auszuführen, indem ihre Gehäuse von einem Bestandteil einer eine andere als eine vakuumerzeugende Hauptfunktion besitzenden fluidtechnischen Einrichtung gebildet werden. Hier ist beispielsweise daran gedacht, als Gehäuse für eine oder mehrere Vakuumerzeugereinheiten ei- nen Bestandteil einer Antriebseinrichtung, eines Ventils oder einer Saugeinheit einer VakuumhandhabungsVorrichtung heranzuziehen.
Eine oder mehrere Vakuumerzeugereinheiten können in ihrem Ge- häuse über mehrere, querschnittsmäßig übereinstimmende Ejektoraufnahmen verfügen, die mit dem gleichen oder mit unterschiedlichen Typen von Ejektoreinsätzen bestückt sind. Es besteht auch die Möglichkeit, mehrere in einem Gehäuse ausgebildete Ejektoraufnahmen fluidisch miteinander zu verschal- ten, um komplexere Steuerungsaufgaben zu bewältigen.
Um die Gehäuse der Vakuumerzeugereinheiten mit weitgehend übereinstimmenden Merkmalen ausführen zu können, empfiehlt sich eine Realisierung der Ejektoreinsätze mit zumindest im wesentlichen gleicher Baulänge.
Besondere Vorteile hinsichtlich der Fertigung und Montage stellen sich ein, wenn die Ejektoreinsätze patronenartig ausgebildet und als Baueinheit in die jeweils zugeordnete Ejek- toraufnähme eingesetzt sind. Dabei kann es sich allerdings durchaus um mehrteilige Ejektoreinsätze handeln, deren Bestandteile vor der Montage zu einer Ej ektorpatrone bzw. E- jektorkartusche zusammengefügt werden können. Die Montage der Ejektoreinsätze in der zugeordneten Ejektoraufnähme geschieht vorzugsweise durch Einstecken von einer axialen Stirnseite der betreffenden Ejektoraufnähme her. Um auf zusätzliche Befestigungsmittel verzichten zu können, können die Ejektqrein- sätze eingepresst sein, so dass sie allein durch den sich dabei einstellenden Kraftschluss sicher fixiert sind.
Um ungewollte Fluidströmungen zu verhindern, ist es empfehlenswert, die Ejektoreinsätze am Außenumfang mit einer sich aus einer oder mehreren Dichtungen zusammensetzenden Dichtungsanordnung zu versehen, die im eingesetzten Zustand mit der Innenfläche der zugeordneten Ejektoraufnähme dichtend zusammenwirkt .
Regelmäßig werden die Ejektoreinsätze dahingehend ausgebildet sein, dass sie für das hindurchstrδmende Fluid über insgesamt drei Öffnungen verfügen, von denen sich zwei an den beiden axial entgegengesetzt orientierten Stirnseiten und eine wei- tere im dazwischenliegenden seitlichen Bereich befinden. Dabei handelt es sich um eine Einspeiseöffnung, eine Austritts- öffnung und eine Ansaugöffnung, die jeweils mit einem im zugeordneten Gehäuse verlaufenden Einspeisekanal, Austrittskanal und Ansaugkanal kommunizieren können.
Bei einem möglichen Typ der Ejektoreinsätze können die stirnseitigen Öffnungen die Einspeiseöffnung und die Austrittsöffnung bilden, während die seitliche Öffnung als Ansaugöffnung fungiert. Hiervon abweichende Strömungswege im Ejektoreinsatz ergeben sich bei einem Typ, dessen axiale Öffnungen die Einspeiseöffnung und die Ansaugöffnung bilden, während die seitliche Öffnung die Austrittsöffnung darstellt. Ein ebenfalls besonders zweckmäßiger Typ von Ejektoreinsätzen sieht axial- seitig eine Ansaugöffnung und eine Austrittsöffnung vor, wäh- rend die seitliche Öffnung die Einspeiseöffnung bildet. Es lassen sich also je nach Anwendungsfall durch entsprechende Ausgestaltung des Ejektoreinsatzes verschiedene Anschlussformen realisieren.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt anhand der Figuren 1 bis 3 mehrere, nach Bedarf sowohl gemeinsam als auch unabhängig voneinander betreibbare Vakuumerzeugereinheiten, die mit unterschiedlichen Typen von Ejektoreinsätzen bestückt sind. Es handelt sich jeweils um Längsschnittdarstellungen.
Die Vakuumerzeugereinheiten 1 verfügen jeweils über ein Gehäuse 2, das im Innern mit einem länglichen Hohlraum versehen ist, der eine Ejektoraufnähme 3 bildet.
Das Gehäuse 2 kann gleichzeitig mit mehreren Ejektoraufnahmen 3 versehen sein, die nebeneinander platziert sind. Beim Ausführungsbeispiel würde sich in diesem Falle anbieten, eine weitere Ejektoraufnähme 3 neben der vorhandenen in demjenigen Bereich unterzubringen, der unterhalb der Zeichenebene liegt. Diese Ejektoraufnahmen können bei Bedarf durch geeignete Ka- näle fluidisch miteinander verschaltet sein, um besondere Funktionalitäten zu erzielen.
Die Ejektorauf ahmen 3 der in der Zeichnung gezeigten Vakuumerzeugereinheiten 1 sind jeweils zylindrisch und dabei vor- zugsweise kreiszylindrisch gestaltet. Untereinander besitzen sie identische Querabmessungen mit übereinstimmender Querschnittskontur, wobei die Durchmesser gleich sind.
An jede Ejektoraufnähme 3 schließt sich an einer Axialseite ein erster Gehäusekanal 4 und an der entgegengesetzten Stirnseite ein zweiter Gehäusekanal 5 an. Ein dritter Gehäusekanal 6 mündet seitlich in die Ejektoraufnähme 3 ein. Alle drei Gehäusekanäle 4, 5, 6 sind zur Außenfläche des Gehäuses 2 geführt und somit von außen her zugänglich.
Ins Innere einer jeweiligen Ejektoraufnähme 3 ist eine Ejek- torvorrichtung eingesetzt, die als Ejektoreinsatz 7 bezeichnet wird. Dieser Ejektoreinsatz 7 hat eine längliche Gestalt mit zumindest partiell an die Innenkontur der Ejektoraufnähme 3 angepasster Außenkontur, so dass er in Querrichtung möglichst spielfrei in der Ejektoraufnähme 3 fixiert ist. Bevorzugt entspricht die Länge des Ejektoreinsatzes 7 zumindest in etwa derjenigen der Ejektoraufnähme 3. Auch verfügen die bei den einzelnen Vakuumerzeugereinheiten 1 verwendeten Ejektoreinsätze 7 untereinander vorzugsweise über die gleiche Baulänge .
Die Ejektoreinsätze 7 sind im Innern mit Kanälen bzw. Hohlräumen ausgestattet, die zu Öffnungen an der Außenfläche des jeweiligen Ejektoreinsatzes 7 führen. Eine erste Öffnung 11 und eine zweite Öffnung 12 sind an den beiden axial entgegen- gesetzt orientierten Stirnseiten des Ejektoreinsatzes 7 angeordnet und kommunizieren dort mit dem ersten bzw. zweiten Gehäusekanal 4, 5. Eine dritte Öffnung 13 befindet sich in dem axial zwischen der ersten und zweiten Öffnung 11, 12 liegenden Bereich an der Längsseite des Ejektoreinsatzes 7 und steht mit dem dritten Gehäusekanal 6 in Verbindung.
Die Ejektoreinsätze sind zwar hinsichtlich ihrer Quer- und Längenabmessungen vorzugsweise identisch ausgebildet, unterscheiden sich allerdings in den Fluidströ ungs egen, die durch die mit den drei Öffnungen 11, 12, 13 kommunizierenden internen Kanäle bzw. Hohlräume im Innern des jeweiligen Ejektoreinsatzes 7 definiert werden. Es handelt sich also um voneinander abweichende Bauarten bzw. Typen von Ejektoreinsätzen 7, die nachfolgend zur besseren Unterscheidung ergänzend mit den Bezugsziffern 7a, 7b und 7c identifiziert sind.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 1 bildet der erste Gehäusekanal 4 einen Einspeisekanal 14, über den ein unter Druck stehendes Fluid, in der Regel Druckluft, eingespeist wird, das über die zugeordnete erste Öffnung 11 in den Ejektoreinsatz 7a einströmt. Die erste Öffnung 11 bildet also eine Einspeiseöffnung 17.
An die Einspeiseöffnung 17 schließt sich ein axial verlaufen- der Düsenkanal 21 an, in dem das einströmende Druckmedium beschleunigt wird, bis es an einer Düsenöffnung 22 mit hoher Geschwindigkeit austritt, um anschließend in einen axial beabstandeten Fangdüsenkanal 23 einzutreten, der andernends die zweite Öffnung 12 aufweist, bei der es sich folglich um eine Austrittsöffnung 18 handelt. Von dort gelangt das Druckmedium in den einen Austrittskanal 15 bildenden zweiten Ge- häusekanal 5, über den es zur Atmosphäre ausgeblasen werden kann.
Beim Übergang vom Düsenkanal 21 zum beabstandeten Fangdüsenkanal 23 stellt sich in dem dazwischenliegenden Zwischenraum 24 ein Unterdruck ein, der sich bis zu der mit diesem Zwischenraum 24 in Verbindung stehenden dritten Öffnung 13 fortsetzt, die somit als Ansaugöffnung 19 bezeichnet werden kann. Sie steht mit dem dritten Gehäusekanal 6 in Verbindung, der einen Ansaugkanal 16 bildet, welcher über einen weiterführen- den Kanal 25 mit einem abzusaugenden, einem Vakuum auszusetzenden Bereich 26 verbindbar ist.
Der weiterführende Kanal 25 kann insbesondere von einer starren oder flexiblen Fluidleitung gebildet sein. Bei dem abzu- saugenden Bereich 26 handelt es sich beispielsweise um den
Innenraum einer Saugeinheit 27, beispielsweise eines Saugnapfes. Wird die Saugeinheit 27 unter Überdeckung ihrer Öffnung an einen Gegenstand angesetzt und ihr den abzusaugenden Bereich 26 bildender Innenraum abgesaugt, entsteht ein Vakuum, welches ein Anhaften des Gegenstandes an der Saugeinheit 27 bewirkt und eine beliebige Handhabung dieses Gegenstandes, beispielsweise einen Transport, ermöglicht.
Die Einspeisung des Druckmediums in den Einspeisekanal 14 er- folgt zweckmäßigerweise ebenfalls über eine geeignete Fluidleitung, die in der Zeichnung aber nicht näher dargestellt ist. Auch das am Austrittskanal 15 austretende Druckmedium kann über eine angeschlossene Fluidleitung abgeführt werden. Um derartige Leitungen bequem anschließen zu können, sind beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sämtlichen drei Gehäusekanälen 4, 5, 6 geeignete Befestigungsmittel 28 zugeordnet, die hier vorzugsweise als Steckverbindungseinrichtungen aus- geführt sind, welche eine lösbare Befestigung der betreffenden Fluidleitung gestatten.
Über eine entsprechende Ausrüstung mit Befestigungsmitteln 28 verfügt auch die Vakuumerzeugereinheit 1 der Fig. 2. Hingegen zeigt die Fig. 3 eine Alternativbauform, bei der die Befestigungsmittel 28 als Schraubgewinde ausgeführt sind. Der Austrittskanal 15 lässt sich auf diese Weise mit einem Schalldämpfer ausrüsten, was ein geräuscharmes unmittelbares Aus- blasen der Druckluft an die nähere Umgebung gestattet.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird nach alledem der Ejektoreinsatz 7a von dem den Unterdruck erzeugenden Druckmedium axial linear durchströmt, und die Absaugung erfolgt seitlich. Zur besseren Übersichtlichkeit ist der Einspeisebereich zusätzlich mit der Bezeichnung "P" , der Austrittsbereich mit der Bezeichnung "R" und der Ansaugbereich mit der Bezeichnung "V" versehen. Dies gilt auch für die anderen Figuren.
Bei dem Ejektoreinsatz 7b der in Fig. 2 abgebildeten Vakuumerzeugereinheit 1 stellt die erste Öffnung 11 wiederum die Einspeiseöffnung 17 dar. Hingegen sind, verglichen mit Fig. 1, die Austrittsöffnung 18 und die Ansaugöffnung 19 ver- tauscht. Somit bildet die zweite Öffnung 12 die Ansaugöffnung 19, und der zweite Gehäusekanal 5 stellt den Ansaugkanal 16 dar. Dementsprechend ist die Austrittsöffnung 18 von der dritten Öffnung 13 gebildet, und bei dem dritten Gehäusekanal 6 handelt es sich um den Austrittskanal 15.
Die Funktionsweise des Ejektoreinsatzes 7b im Zusammenhang mit der Erzeugung des Unterdruckes entspricht prinzipiell der oben erläuterten. Durch die Vertauschung der genannten Öffnungen ergibt sich allerdings ein abweichender Verlauf des Fangdüsenkanals 23, was zu einer seitlichen Umlenkung der Druckluft beim Hindurchströmen durch den Ejektoreinsatz 7b führt. Die Ansaugströmung verläuft stattdessen im wesentli- chen in axialer Richtung im Innern des Ejektoreinsatzes 7b am Fangdüsenkanal 23 vorbei. Der entsprechende Verbindungskanal ist bei 32 gekennzeichnet.
Ein weiterer bevorzugter Typ eines Ejektoreinsatzes 7c ist aus Fig. 3 ersichtlich. Hier bildet die seitlich angeordnete dritte Öffnung 13 die Einspeiseöffnung 17, wobei dementsprechend der dritte Gehäusekanal 6 den Einspeisekanal 14 darstellt. Die Austrittsöffnung 18 ist von der zweiten Öffnung 12 gebildet, die Ansaugöffnung 19 von der ersten Öffnung 11. Folglich sind hier der Austrittskanal 15 und der Ansaugkanal 16 axial orientiert und vom zweiten bzw. ersten Gehäusekanal 5, 6 gebildet.
Bei der Vakuumerzeugereinheit 1 der Fig. 3 erfährt die seitlich zugeführte Druckluft im Ejektoreinsatz 7b eine U lenkung in die axiale Richtung. Der Saugstrom hingegen durchsetzt den Ejektoreinsatz 7b koaxial.
Die ersten, zweiten und dritten Gehäusekanäle 4, 5, 6 sind in den verschiedenen Gehäusen 2 so angeordnet, dass sie in Bereichen mit der jeweils zugeordneten Ejektoraufname 3 kommunizieren, die innerhalb der verschiedenen Gehäuse mit Bezug zur jeweiligen Ej ektoraufnähme zumindest annähernd identisch platziert sind. Indem auch bei den einzelnen Ejektoreinsätzen 7a, 7b, 7c untereinander eine identische geometrische Anordnung der ersten, zweiten und dritten Öffnungen 11, 12, 13 erfolgt, besteht die Möglichkeit, ein und dasselbe Gehäuse 2 nach Wahl mit einem beliebigen der Ejektoreinsätze 7a, 7b, 7c auszurüsten, um nach Bedarf μnterschiedliche Anschlussformen und Funktionsweisen zu realisieren. Unabhängig vom Typ des eingesetzten Ejektoreinsatzes 7a, 7b, 7c stehen die Gehäusekanäle 4, 5, 6 unter Berücksichtigung der durch den betreffenden Ejektoreinsatz definierten Fluidströmungswege zuord- nungsrichtig mit den vom Ejektoreinsatz vorgegebenen Öffnungen in Verbindung. Die Gehäuse der einzelnen Vakuumerzeugereinheiten 1 können untereinander über eine zumindest annähernd identische Außengestaltung verfügen. Es besteht auch insbesondere die Mög- lichkeit, eine Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten 1 mit i- dentischen Gehäusen 2 auszuführen, wobei sich lediglich durch die Bestückung mit unterschiedlichen Typen von Ejektorauf ahmen 3 eine funktionelle Unterscheidung ergibt.
Die Fig. l und 2 zeigen zwei Vakuumerzeugereinheiten 1 als selbständige Einrichtungen, wobei sich die Gehäuse in ihren Außenabmessungen unterscheiden. Im Falle der Fig. 3 hingegen ist das Gehäuse 2 der Vakuumerzeugereinheit 1 von einem Bestandteil einer fluidtechnischen Einrichtung 32 gebildet, de- ren Hauptfunktion eine andere als eine vakuumerzeugende Funktion ist. Die Hauptfunktion dieser fluidtechnischen Einrichtung kann beispielsweise eine Antriebsfunktion oder eine Ventilfunktion sein, wobei das Gehäuse 2 von einem Bestandteil und vorzugsweise vom Gehäuse eines fluidbetätigten Antriebes oder eines Steuerventils repräsentiert werden kann. Im konkreten Fall der Fig. 3 handelt es sich bei dem Gehäuse 2 um das Gehäuse einer Saugeinheit 27, wie sie exemplarisch in Fig. 1 angedeutet ist, wobei es sich konkret um den Halter dieser Saugeinheit handeln kann. Der Ejektoreinsatz 7 kann also direkt in eine Saugeinheit 27 integriert sein.
Bevorzugt sind die Ejektoreinsätze 7 wie bei den gezeigten Ausführungsbeispielen patronenartig ausgebildet und können als Ejektorpatronen oder Ejektorkartuschen bezeichnet werden, die durch eine Steckmontage von einer Axialseite her in die betreffende Ejektoraufnähme 3 einsetzbar sind. Beim Ausführungsbeispiel können sie durch den ersten Gehäusekanal 4 hindurch in die Ejektoraufnähme 3 eingeschoben werden, wobei die gewünschte Endposition durch gehäuseseitige Anschlagmittel vorgegeben wird, die in den Einsteckweg ragen und an denen der Ejektoreinsatz 7 bei Erreichen der gewünschten Position zur Anlage gelangt. Je nach Ausgestaltung der Ejektoreinsätze 7 können auch noch Positioniermittel vorhanden sein, die das Einsetzen der Ejektoreinsätze 7 nur mit einer ganz bestimmten Winkellage ermöglichen. Zweckmäßigerweise sind die Ejektoreinsätze 7 jedoch so ausgebildet, dass sie ihre Funktion un- geachtet der Drehwinkelläge erfüllen.
Beim Ausführungsbeispiel enthalten die Ejektoreinsätze 7 jeweils einen länglichen Ejektorkörper 31, der sich aus zwei axial ein Stück weit ineinandergreifenden und koaxial zuein- ander angeordneten ersten und zweiten Teilen 34, 35 zusammensetzt. Die Anordnung ist zweckmäßigerweise so getroffen, dass diese beiden Teile 34, 35 vor der Montage in der Ejekto- raufnahme 3 zusammengefügt werden, also schon vor dem Einsetzen in die Ej ektoraufnähme 3 eine Baueinheit bilden. Die bei- den Teile 34, 35 können insbesondere fest zusammengesteckt sein. Eine Schraub-, Klebe- oder Schweißverbindung wäre ebenfalls möglich.
Bei allen Ejektoreinsätzen 7 ist am ersten Teil 34 die erste Öffnung 11 und am zweiten Teil 35 die zweite Öffnung 12 vorgesehen. Die dritte Öffnung 13 kann, wie bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 und 3, von Zwischenräumen zwischen den beiden Teilen 34, 35 definiert sein, kann aber auch direkt in nur einem der beiden Teile 34, 35 ausgebildet sein. Bei der Vakuumerzeugereinheit 1 der Fig. 2 befindet sie sich im zweiten Teil 35.
Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Teil 34 des Ejektor- körpers 31 um ein Metallteil, während das zweite Teil 35 aus Kunststoffmaterial besteht.
Bei der besonders vorteilhaften Patronenbauform des bei der Vakuumerzeugereinheit 1 der Fig. 1 vorgesehenen Ejektoreinsatzes 7, 7a befindet sich der Fangdüsenkanal 23 in einem sich außen von der Austrittsöffnung 18 zur Düsenöffnung 12 hin konisch verjüngenden Körper 36, an dessen verjüngtem Endbereich außen mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Halte- arme 37 einstückig angesetzt sind, die sich zum ersten Teil 34 hin erstrecken und wiederum einstückig mit einem Ringkörper 38 verbunden sind, der koaxial auf das erste Teil 34 aufgesteckt ist. Die Zwischenräume zwischen den in Umfangsrich- tung benachbarten Haltearmen 37 definieren die Ansaugöffnung 19.
Es versteht sich, dass die patronenartigen Ejektoreinsätze auch bei einzelnen Vakuumerzeugereinheiten 1 eingesetzt wer- den können, wobei vor allem die in Fig. 1 gezeigte Bauform besondere herstellungstechnische und funktionelle Vorteile hat.
Um FehlStrömungen des Druckmediums zu verhindern, ist ein je- weiliger Ejektoreinsatz 7 unter Abdichtung in die zugeordnete Ejektoraufnähme 3 eingesetzt. Hierzu kann der Ejektoreinsatz 7 wie abgebildet am Außenumfang mit einer sich aus einer oder mehreren Dichtungen zusammensetzenden Dichtungsanordnung 42 versehen sein, die an der Innenfläche der Ejektoraufnähme 3 zur Anlage gelangt . Die Dichtungsanordnung 42 umschließt den Ejektorkörper 31 konzentrisch und kann auf Grund ihrer gummielastischen Eigenschaften vorzugsweise auch herangezogen werden, um eine kraftschlüssige Fixierung der Ejektoreinsätze 7 im Presssitz innerhalb der Ejektoraufnahmen 3 zu gewährleis- ten, so dass keine weiteren Befestigungsmaßnahmen erforderlich sind.
Bei den Ausführungsbeispielen verfügt die Dichtungsanordnung 42 über zwei axial mit Abstand zueinander angeordnete ring- förmige Dichtungen, deren eine am ersten Teil 34 und deren andere am zweiten Teil 35 angeordnet und insbesondere in einer am betreffenden Teil vorgesehenen Ringnut gehalten ist.

Claims

Ansprüche
l. Mehrzahl von gemeinsam oder unabhängig voneinander verwendbaren Vakuumerzeugereinheiten (1) , die jeweils ein Gehäuse (2) aufweisen, das intern mit mindestens einer mit einem Ejektoreinsatz (7) bestückten Ejektoraufnähme (3) versehen ist, wobei die Gehäuse (2) zumindest hinsichtlich der Querabmessungen mindestens einer Ejektoraufnähme (3) konstruktiv übereinstimmen, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Vakuumerzeugereinheiten (1) in jeweils mindestens einer ihrer in den Querabmessungen übereinstimmenden Ejektoraufnahmen (3) mit voneinander abweichende Fluidströmungswege vorgebenden unterschiedlichen Typen von Ejektoreinsätzen (7) bestückt sind.
2. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (2) der einzelnen Vakuumerzeugereinheiten (1) über die gleiche Außengestaltung verfügen.
3. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gehäuse (2) der Vakuumerzeugereinheiten (1) von einem Bestandteil einer ausschließlich oder zusätzlich eine andere als eine vakuumerzeugende Hauptfunktion besitzenden fluidtechnischen Einrichtung (32) gebildet ist.
4. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine ein Gehäuse (2) der Vakuumerzeugereinheiten (1) bildende fluidtechnische Einrichtung (32) von einem fluidbetätigten Antrieb, von einem Ventil oder von der Saugeinheit (27) einer Vakuumhandhabungs- Vorrichtung gebildet ist.
5. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Vakuumerzeugereinheit (1) in ihrem Gehäuse (2) über mehrere Ejektoraufnahmen (3) verfügt, die fluidisch miteinander verschaltet sein können.
6. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Typen von Ejektoreinsätzen (7) über zumindest im wesentlichen die gleiche Baulänge verfügen.
7. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Typen von Ejektoreinsätzen (7) jeweils patronen- artig ausgebildet und als Baueinheit in die zugeordnete Ejektoraufnähme (3) eingesetzt sind.
8. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach einem der Ansprüche l bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die unter- schiedlichen Typen von Ejektoreinsätzen (7) jeweils durch
Steckmontage von einer axialen Stirnseite her in die zugeordnete Ejektoraufnähme (3) eingesetzt sind.
9. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ejektoreinsätze (7) in die zugeordnete Ejektoraufnähme (3) eingepresst und darin kraft- schlüssig fixiert sind.
10. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ejektoreinsätze (7) am Außenumfang mit einer Dichtungsanordnung (42) versehen sind, die mit der Innenfläche der zugeordneten Ejektoraufnähme (3) zusammenwirkt.
ιι. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach einem der
Ansprüche l bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ejektoreinsätze (7) einen sich aus zwei axial ein Stück weit inei- nandergreifenden und koaxial zueinander angeordneten Teilen (34, 35) zusammensetzenden Ejektorkörper (31) aufweisen.
12. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ejektoreinsätze (7) für das hindurchströmende Fluid jeweils über zwei den beiden axial entgegengesetzt orientierten Stirnseiten zugeordnete erste und zweite Öffnungen (11, 12) sowie ü- ber eine dazwischenliegende seitliche dritte Öffnung (13) verfügen, die eine Einspeiseöffnung (17) , eine Austrittsöffnung (18) und eine Ansaugöffnung (19) bilden.
13. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Typ (7a) der Ejektor- einsätze (7) die Strömungswege so definiert sind, dass die erste Öffnung (11) die Einspeiseöffnung (17) , die zweite Öffnung (12) die Austrittsöffnung (18) und die dritte-Öffnung (13) die Ansaugöffnung (19) bildet.
14. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Typ (7b) der Ejektoreinsätze (7) die Strömungwege so definiert sind, dass die erste Öffnung (11) die Einspeiseöffnung (17) , die zweite Öffnung (12) die Ansaugöffnung (19) und die dritte Öffnung (13) die Austrittsöffnung (18) bildet.
15. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Typ (7c) der Ejektoreinsätze (7) die Strömungswege so defi- niert sind, dass die erste Öffnung (11) die Ansaugöffnung
(19) , die zweite Öffnung (12) die Austrittsδffnung (18) und die dritte Öffnung (13) die Einspeiseöffnung (17) bildet.
16. Mehrzahl von Vakuumerzeugereinheiten nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vakuumerzeugereinheit (1) in ihrem Gehäuse (2) mit Gehäusekanälen (4, 5, 6) versehen ist, die unabhängig vom Typ (7a, 7b, 7c) des eingesetzten Ejektoreinsatzes (7) unter Berücksichtigung der durch diesen Typ (7a, 7b, 7c) definierten Fluidströmungswege zuordnungsrichtig mit vom Ejektoreinsatz (7) vorgegebenen Öffnungen (11, 12, 13) in Verbindung stehen.
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