ES2325925T3 - Dispositivo de elevacion. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de elevación para levantar y mover artículos, que comprende una cámara de vacío (2, 3, 4) conectada a un elemento de succión (7, 8, 12) para unir los artículos mediante presión negativa a un lado de succión (19) del elemento de succión (7, 8, 12) teniendo el elemento de succión (7, 8, 12) al menos una válvula de bola con un canal de aire (17, 18, 21, 22, 23, 24) para la comunicación de vacío entre la cámara de vacío (2, 3, 4) y los artículos a través del canal de aire (17, 18, 21, 22, 23, 24), comprendiendo la válvula (12) un pasaje de fuga, una bola (26) y una primera abertura (21), estando la primera abertura (21) situada en el lado opuesto de la bola (26) con relación al lado de succión (19), teniendo la primera abertura (21) una sección transversal que evita que la bola se fije a través de la abertura (21), en el que el pasaje de aire está dispuesto como parte de la primera abertura (21) en el que la primera abertura (21) se desvía de una sección trasversal circular con el fin de proporcionar un pasaje de fuga de aire cuando la bola (26) está apoyándose contra la primera abertura (21), caracterizado porque la primera abertura (21) tiene una sección transversal ovalada o elíptica y en el que el elemento de succión tiene una placa de polímero (7) fabricada de un material estanco al aire, elástico, para unir los artículos con el lado de succión (19), el elemento de succión tiene un soporte de refuerzo (8) para la placa de polímero, y el soporte tiene medios de sujeción reutilizables para sujetar el soporte (8) con la placa de polímero (7) a la cámara de vacío (6).
Description
Dispositivo de elevación.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de elevación de vacío para elevar y manipular objetos,
preferiblemente una pluralidad de objetos individuales en una línea
de producción, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1.
\vskip1.000000\baselineskip
Los dispositivos de elevación de vacío son muy
útiles para elevar y mover objetos en aplicaciones de línea de
producción tales como empaquetado y apilamiento. Se requiere que la
manipulación de objetos en una línea de producción sea rápida,
precisa, fiable y de coste eficaz.
El uso del vacío para manipular objetos está
bien instaurado. La técnica de vacío a menudo se utiliza en línea
de producción totalmente automáticas en combinación con robots. Los
dispositivos de elevación de vacío pueden estar diseñados para
girar, inclinar, elevar y sujetar objetos de casi cualquier
material, lo que los convierte en una herramienta de manipulación
delicada universal en líneas de producción automáticas.
La Patente de Estados Unidos nº 6 039 529
describe una placa de elevación de vacío que comprende un cierto
número de válvulas de bola de pasaje. La exposición se refiere a una
placa de vacío que comprende una cámara de vacío en la que el lado
inferior tiene una pluralidad de válvulas de bola. Cada válvula está
compuesta por dos pasajes con forma cilíndrica en donde un primer
pasaje cilíndrico comprende una bola móvil y un segundo pasaje con
un diámetro más pequeño que el primer pasaje. El segundo pasaje
sirve como orificio de escape para un flujo de fuga de aire.
Una placa inferior de un material de caucho
elástico está unida al lado inferior de la placa de vacío, de este
modo, se puede conseguir una conexión a los objetos casi estanca al
aire. La placa de caucho cubre todo el lado inferior de la placa de
vacío con pasajes que corresponden a los pasajes de la placa de
vacío. Un filtro está unido entre la placa de vacío y el material
de caucho para reducir la cantidad de polvo y otras partículas que
son succionadas dentro de los pasajes. El filtro también sirve como
limite inferior para el movimiento de la bola.
A pesar del filtro, el polvo y otras partículas
pueden eventualmente acumularse dentro de la válvula, lo que podía
dar lugar al bloqueo del pequeño orificio de escape. Una limpieza de
una única válvula de bola no es posible en la práctica porque, para
una limpieza apropiada, se deben retirar la placa de caucho y el
filtro de la placa de vacío. La placa de caucho y el filtro a
menudo están pegados al lado inferior de la cámara de vacío y
siempre se deja algo de pegamento endurecidos debajo cuando se
retiran la placa de caucho y el filtro, El pegamento endurecido
tiene que ser retirado antes de se pueda unir una nueva placa de
caucho y un nuevo filtro a la placa de vacío. Si el pegamento no se
retira existe un elevado riesgo de fugas de aire debido a la
superficie irregular creada por el pegamento endurecido. Es muy
costoso y consume mucho tiempo restituir la placa de vacío, debido
a que la placa de vacío tiene que quedar completamente limpia, lo
que implica una gran cantidad de trabajo manual. La placa de
caucho, el filtro y las bolas tienen que ser cambiados por uno
nuevos cada vez que la placa de vacío sea restituida lo que también
es muy caro. Además de esto, el coste de una parada de producción
inevitable ha de ser añadido al coste de restauración. Debido al
caro trabajo para la restauración, tales paradas de producción
pueden tener una duración sustancial lo que conduce a unos ingresos
reducidos.
La patente de Estados Unidos Nº 5 409 347
describe un robot de trasporte y colocación que puede llevar
cualquier objeto independientemente de tamaño del objeto. El robot
comprende una pluralidad de almohadillas de succión que están
unidas a un cierto número de barras de soporte. La invención es
especialmente adecuada para portar y manipular un único objeto
grande, pero la invención no es adecuada para la manipulación y
colocación de una pluralidad de objetos pequeños, debido a que las
válvulas de succión son relativamente grandes, lo que reduce el
número de válvulas del sistema. A menudo es necesario utilizar
placas de vacío con cientos de válvulas cuando se manipula una
pluralidad de objetos pequeños. De acuerdo con una realización de la
invención las almohadillas de succión están implementadas como
válvulas de bola cuyas válvulas de bola comprenden un orificio de
conexión separado para un flujo de fuga de aire. El pequeño orificio
de conexión, cuyo orificio típicamente es de 0,8 mm de diámetro, es
probable que se obstruya por acumulación de polvo y suciedad, lo que
da lugar a una parada de producción y limpieza de válvulas
caras.
caras.
Con el fin de proporcionar un flujo de fuga de
una forma diferente, el documento WO 90/11244 expone un dispositivo
de elevación con elementos de agarre de succión que tienen válvulas
de bola en donde cada válvula tiene un asiento de válvula cónica
con una estructura superficial o rugosidad superficial de manera que
se proporciona un flujo de fuga entre la bola y el asiento de
válvula cónico. Sin embargo, un asiento de válvula con una
rugosidad superficial probablemente se obstruya por la acumulación
de suciedad y polvo lo que da lugar a un malfuncionamiento de la
válvula y requiere limpieza frecuente del mismo, lo que es
desventajoso.
En el documento JP 2001 341089 se describe un
dispositivo de elevación que tiene las características
correspondientes al preámbulo de la reivindicación 1.
\vskip1.000000\baselineskip
Es por tanto un objeto de la invención
proporcionar un dispositivo de elevación que es más fácil de
mantener que los sistemas de acuerdo con la técnica anterior.
Este objeto se consigue mediante un dispositivo
de elevación para elevar y mover artículos, que comprende una
cámara de vacío conectada al elemento de succión para unirse a los
artículos mediante presión negativa al lado de succión del elemento
de succión. El elemento de succión tiene al menos una válvula de
bola con un canal de aire para la comunicación de vacío entre la
cámara de vacío y los artículos a través del canal. La válvula de
bola comprende un pasaje de fuga de aire, una bola y una primera
abertura, estando la primera abertura localizada en el lado opuesto
de la bola con relación al lado de succión. La primera abertura
tiene una sección transversal que evita que la bola se fija a la
abertura. De acuerdo con la invención, el pasaje de fuga de aire
está dispuesto como parte de la primera abertura, en donde la
abertura se desvía de una sección transversal circular con el fin de
proporcionar un paso de fuga de aire cuando las bolas están apoyadas
contra la primera abertura.
La primera abertura tiene una forma ovalada o
elíptica. La parte de desviación de la primera abertura proporciona
una fuga de aire incluso cuando la bola se apoya fuertemente contra
la primera abertura. De este modo, siempre se asegura un pasaje de
fuga de aire. Reduciendo el flujo de fuga, se puede realizar el
control del vacío de forma mucho más precisa.
Generalmente, el pasaje de fuga es necesario
para el funcionamiento de los dispositivos de elevación. En la
técnica anterior, tales pasajes de fuga están proporcionados
mediante canales estrechos, por ejemplo como se expone con el
número de referencia 24 de la Fig. 2, de la patente de Estados
Unidos Nº 0 039 529 y se expone con el número de referencia 17 de
la Fig. 3 de la patente de Estados Unidos Nº 5 409 347. Tales
canales estrechos se pueden bloquear fácilmente con polvo y otro
tipo de suciedad y son muy difíciles de limpiar y tienen que ser
limpiados de acuerdo con un proceso largo. De acuerdo con la
invención, formando una abertura no circular, se asegura un pasaje
de fuga de aire que es autolimpiante debido a que la suciedad es
succionada fuera de la primera abertura y dentro de la cámara de
vacío cuando la bola es liberada de la primera abertura. Esto es
una gran ventaja debido a que la invención asegura un mantenimiento
más fácil ya que los pasajes de aire no se tienen que limpiar.
Con relación a esto, se ha de observar que la
desviación de la forma circular se entiende como una desviación
macroscópica a partir de un circula y no significa que sea debida a
la estructura superficial o rugosidad. En el documento WO 90/11244,
se expone una estructura superficial o rugosidad superficial para el
asiento de válvula, que no altera el hecho de que la abertura de
asiento expuesta tiene una geometría circular en sección
transversal es sólo la superficie de la abertura circular la que
tiene una distorsión microscópica superpuesta debido a la
estructura superficial o rugosidad superficial. De acuerdo con la
invención, es la desviación respecto a la geometría circular la que
evita la acumulación de suciedad y polvo debido a que no hay
dispuesto pasajes estrechos, cuando las bolas no se apoyan contra la
abertura. De este modo, la abertura puede tener de manera ventajosa
una pared lisa con el fin de evitar la acumulación de suciedad y
polvo.
Otra gran ventaja se ha observado con respecto a
la invención. Para el uso práctico, el canal de fuga puede estar
fabricado más pequeño que en la técnica anterior debido al siguiente
hecho. En los canales separados de la técnica anterior, los canales
necesitan una cierta anchura con el fin de no atascarse fácilmente
en condiciones polvorientas. Esto implica que es necesario un
régimen de succión algo elevado para que las bombas creen un vacío.
Los canales de fuga de aire de acuerdo con la invención
prácticamente no padecen el riesgo de atascamiento y por tanto se
pueden hacer mucho más pequeños reduciendo la potencia de succión
necesaria de las correspondientes bombas de vacío. Esto reduce los
costes del sistema de vacío en comparación con la técnica
anterior.
Típicamente, el dispositivo de elevación tiene
una pluralidad de canales.
En una realización más, el elemento de succión
tiene una placa de polímero fabricada de material estanco al aire
elástico para unir a los artículos con el lado de succión. Además,
el elemento de succión tiene un soporte de endurecimiento para la
placa de polímero, y el soporte tiene unos medios de sujeción
reutilizables para sujetar el soporte con la placa de polímero a la
cámara de vacío, por ejemplo, tornillos y pernos que cooperan con
los correspondientes medios de sujeción de la cámara de vacío.
Típicamente, la cámara de vacío está fijada a un robot y utilizando
la invención, la cámara de vacío no tiene que ser retirada del brazo
del robot sino sólo la placa de polímero con el soporte, lo cual es
ventajoso ya que se realiza de forma más rápida. Esto también
contrasta con la técnica anterior, en la que un desmontaje de la
cámara de vacío se tiene que hacer para raspar y arañar la placa de
polímero del soporte y posteriormente limpiar el resto después de la
retirada de la placa de polímero de la cámara de vacío. De acuerdo
con la invención, el soporte y la placa de caucho se pueden retirar
sin dañar la placa de caucho con el fin de tener acceso a las
válvulas, de manera que la placa de caucho expansiva se puede
reutilizar. Además, utilizando un elemento de succión con un lado de
succión del polímero elástico, por ejemplo caucho, el lado de
succión flexible se adapta a la forma de un artículo para formar
una conexión estanca al aire entre el artículo y el elemento de
succión.
Esta realización es especialmente valiosa cuando
la válvula de bola se puede desmontar, como una unidad de válvula,
del dispositivo de elevación. De este modo, se puede desmontar y
volver a montar rápida y fácilmente para la limpiar las válvulas al
contrario que en la técnica anterior, en la que es necesario cortar
el material elástico para acceder las válvulas. Es una gran
ventaja que las válvulas de bola sean desmontables y se puedan
volver a montar como unidades de válvula.
De acuerdo con la técnica anterior, una
fabricación de una válvula induce un trabajo sustancial. De acuerdo
con la técnica anterior, la cámara de vacío tiene que ser desmontada
del robot y transportada a las instalaciones de limpieza en las que
la placa de caucho tiene que ser retirada con medios mecánicos
seguido de la posterior limpieza de la superficie restante para
retirar lo remanente; ha de ser retirada una malla que sujeta las
bolas en las válvulas de bola, las bolas y los posibles anillos
retirados de los orificios de la válvula, limpiar los orificios
antes de que sean insertadas nuevas bolas en los orificios y cerrar
con la malla, después de lo cual se pega una nueva placa de caucho
sobre la cámara antes de la instalación de la cámara en el
robot.
De acuerdo con la invención con las unidades de
válvula desmontables, la cámara puede permanecer sobre el robot, la
placa de caucho con el soporte es desmontada en el lado y la válvula
de bola que funciona mal se puede cambiar en el lado antes de
volver a montar la playa de caucho. Este último método se puede
realizar en un tiempo muy corto en comparación con los métodos de
la técnica anterior. De este modo, las paradas de producción son
cortas y los costes son bajos cuando se aplica la invención. También
los productores pueden elegir cambiar las unidades de válvula
frecuentemente a un coste más bajo en un procedimiento estándar para
evitar el mal funciona-
miento.
miento.
En una realización adicional, la cámara de vacío
tiene un orificio de válvula a través de la pared de la cámara de
vacío para recibir la unidad de válvula en el mismo, y la unidad de
válvula tiene un collar y un anillo con forma de O dispuestos a una
distancia de la unidad de válvula correspondiente al espesor de la
pared de la cámara de vacío con el fin de que el collar con forma
de O actúe como medios de sujeción liberable complementario cuando
la unidad de válvula está situada en el orificio de válvula.
Para el dispositivo de elevación de acuerdo con
la invención, se puede utilizar una unidad de válvula separada que
tiene un cuerpo de válvula que comprende una cámara de válvula entre
una primera abertura y una segunda abertura para formar un paso a
través del cuerpo de válvula, comprendiendo la unidad de válvula una
bola en la cámara de válvula dispuesta, de manera que se puede
mover, entre la primera y la segunda aberturas, teniendo la primera
abertura una sección trasversal que evita que la bola se fije en la
primera abertura, en la que el pasaje de fuga está dispuesto como
parte de la primera abertura para evitar el cierre del primer pasaje
cuando la bola se apoya contra la primera abertura.
Aunque la invención concierne a una válvula de
bola con una abertura que se desvía con respecto a la sección
transversal circular con el fin de proporcionar un pasaje de fuga de
aire cuando la bola está apoyada contra la primera abertura,
existen varios aspectos que pueden mejorar la técnica anterior
incluso sin tal abertura no circular en la válvula de bola. Estos
se enumeran a continuación.
Por ejemplo, el fin de proporcionar un
dispositivo de elevación que es más fácil de mantener que los
sistemas de acuerdo con la técnica anterior también se consigue
mediante un dispositivo de elevación para elevar y moer artículos
que comprende una cámara de vacío conectada a un elemento de succión
para la unión de los artículos por presión negativa a un lado de
succión del elemento de succión. El elemento de succión tiene al
menos un canal de aire para comunicación de vacío entre la cámara
de vacío y los artículos a través del canal de aire. El canal de
aire se puede desmontar del dispositivo de elevación como una unidad
de canal de aire.
Es una gran ventaja que los canes de aire, tales
como las válvulas de bola, sean desmontables y se puedan volver a
amontar como unidades de canal de aire, por ejemplo, como unidades
de válvula de bola, debido a que el cambio de una única unidad se
puede realizar rápida y fácilmente sin tener que depender de los
métodos de limpieza que incluyen la disposición completa. Las
unidades sencillas se pueden producir en gran número y a bajo coste
y mantener en almacenaje en un lugar en el caso de que se produzca
un mal funcionamiento en la unidad de canal de aire. En lugar de
tener que depende del consumo de tiempo y complicados procesos de
limpieza, una unidad que funciona mal se puede remplazar fácilmente
por una nueva unidad con garantía de que funciona de forma
adecuada. Este tiempo reducido empleado para reparar incluye una
pérdida reducida de tiempo de producción valioso. En conjunto, esto
implica un mantenimiento más fácil del dispositivo de elevación de
acuerdo con la invención. También, los productores pueden elegir
cambiar las válvulas frecuentemente a bajo coste según un proceso
de estándar con el fin de evitar el mal funcionamiento.
En una realización más, el dispositivo de
elevación de acuerdo con la invención comprende una pluralidad de
orificios configurados para recibir una unidad de canal de aire. Tal
pluralidad de orificios se puede utilizar para unidades de canal
de aire, tales como válvulas de bola o canales sin válvulas, o
incluso deflectores, por ejemplo para medir la presencia de un
artículo cerca del lado de succión del dispositivo de elevación o
para medir la distancia del lado de succión a un artículo. Los
deflectores en este caso son producidos como unidades que tienen
dimensiones adaptadas para la colocación de los orificios
configurados para recibir las unidades de canal de aire.
\newpage
En una realización, el dispositivo de elevación
de acuerdo con la invención, comprende orificios y unidades de
canal de aire que son contrataladros cónicos para un mejor ajuste de
fuga. Una mejor fijación y ajuste de fuga se consiguen debido a una
superficie de conexión relativamente grande entre la unidad de canal
y el orificio de una cámara de vacío. Además, la unidad de canal de
aire se hace más alineada con la superficie de la cámara de vacío
lo que proporciona una superficie más plana para un montaje de una
placa de vacío o similar. Esto reduce al mínimo el riesgo de fugas
de aire entre las unidades de canal.
Opcionalmente, tal dispositivo de elevación
comprende una pluralidad de cámaras de vacío separadas, estando
cada cámara de vacío conectada a una pluralidad de orificios para
recibir las unidades de canal de aire tales como las válvulas. La
presión en la pluralidad de las cámaras de vacío puede ser
mútuamente diferente. De este modo, se pueden proporcionar
diferentes zonas que tienen diferente presión para elevar y
manipular los objetos con diferente peso y permeabilidad, por
ejemplo, empaquetado de papel y artículos. De este modo, es posible
evitar que el empaquetado se destruya y sea succionado dentro del
dispositivo de elevación debido a una presión negativa grande.
En una realización práctica, el dispositivo de
elevación comprende una cámara de vacío que tiene al menos un
orificio a través de la pared de la cámara de vacío para recibir una
unidad de canal de aire dentro de la misma, y en el que la unidad
de canal de aire tiene un saliente y un anillo con forma de O
dispuestos a una distancia de la unidad de canal de aire que
corresponde al espesor de la cámara de vacío con el fin de que el
saliente y el anillo con forma de O actúen como medios de sujeción
liberables complementarios cuando la unidad de canal de aire está
situada en el orificio. Este modo es rápido y fácil de montar y
volver a montar correctamente una unidad de canal de aire en el
orificio de una cámara de vacío, tal como instalando una válvula de
bola dentro del orificio de válvula de un perfil de metal. El
saliente y el anillo con forma de O proporcionan una sujeción fácil
y segura del cuerpo de válvula al perfil, ya que el saliente después
del montaje de la válvula está situado en un lado del orificio de
válvula en el perfil y el anillo con forma de O está situado en el
lado opuesto del orificio de válvula 18. Además, la elasticidad de
anillo con forma de O permite el desmontaje de la válvula del
orificio de válvula mediante subpresión forzada del anillo con forma
de O cuando la válvula es presionada fuera del orificio de válvula.
Una válvula se puede volver a montar fácilmente presionándola
dentro del orificio de uno de los perfiles en donde el anillo con
forma de O da lugar a una acción de salto elástico, ya que el
anillo con forma de O después de la subpresión durante la inserción
en el orificio de válvula se expande de nuevo sobre el lado opuesto
del orificio de válvula. El anillo con forma de O y el saliente
aseguran que la válvula está correctamente instalada en un orificio
de un perfil.
De acuerdo con la invención, elemento de succión
tiene una placa de polímero fabricada de un material estanco al
aire, elástico, para unirse a los artículos con el lado de succión.
Además, el elemento de succión tiene un soporte de refuerzo para la
placa de polímero, y el soporte tiene unos medios de sujeción
reutilizables para sujetar el soporte con la placa de polímero a la
cámara de vacío que cooperan con los correspondientes medios de
sujeción de la cámara de vacío, por ejemplo tornillos y penos.
Típicamente, la cámara de vacío esta fijada a un robot, y
utilizando la invención la cámara de vacío no tiene que ser retirada
del brazo del robot sino sólo la placa de poliedro, lo cual es
ventajoso ya que se puede hacer de forma más fácil. Esto también es
al contrario que en la técnica anterior, en la que un desmontaje de
la cámara de vacío se tiene que hacer para raspar y arañar la placa
de polímero del soporte y posteriormente limpiar los restos después
de la retirada de la placa de polímero de la cámara de vacío. De
Este modo de acuerdo con la invención, el soporte y la placa de
caucho se pueden retirar sin dañar la placa de caucho con el fin de
tener acceso a las válvulas de modo que la placa de caucho se puede
reutilizar. Además, utilizando un elemento de succión con el lado de
succión del polímero elástico, por ejemplo caucho, el dado de
succión flexible se adapta a la forma de un artículo para formar
una conexión estanca al aire entre el artículo y el elemento de
succión.
Esta realización es espacialmente valiosa, en
la cual una válvula se puede desmontar, como una unidad de válvula,
del dispositivo de elevación. Retirando la placa de caucho y el
soporte desenroscándolo de la cámara de vacío, las unidades de
válvula son accesibles. De este modo se puede realizar, un
desmontaje rápido y fácil y se puede volver a montar para limpiar
las válvulas o para cambiar las válvulas. Esto es al contrario que
en la técnica anterior, en la que es necesario cortar el material
elástico para tener acceso a las válvulas.
De acuerdo con la técnica anterior, un
malfuncionamiento de una válvula de bola en un dispositivo de
elevación induce un trabajo sustancial. De acuerdo con la técnica
anterior, la cámara de vacío tiene que ser desmontada del robot y
transportada a una instalación de limpieza en la que la placa de
caucho tiene que ser retirada con medios mecánicos, típicamente por
raspar y arañar la placa de caucho, seguido de una posterior
limpieza de la superficie restante para retirar los restos, una
malla que sujeta las bolas en la válvula de bola tiene que ser
retirada, las bolas y los posibles anillos con forma de O retirados
de los orificios de válvula, los orificios son limpiados, antes de
que unas nuevas válvulas sean insertadas en los orificios y cerrados
con la malla, después de lo cual se pega una nueva placa de caucho
sobre la cámara antes de la instalación de la cámara en el
robot.
De acuerdo con la invención, con las unidades de
canal de aire desmontables tales como las unidades de válvula de
bola, la cámara puede permanecer en el robot, la placa de caucho con
el soporte es desmontada en el sitio, por ejemplo
desatornillándola, y la unidad de canal de aire que funciona mal se
puede sustituir en el sitio antes de volver a montar la placa de
caucho. Este último método se puede realizar en un periodo de tiempo
corto en comparación con los métodos de la técnica anterior. De
este modo, las paradas de producción son cortas y los costes son
bajos cuando se aplica la invención.
La invención se explicará con más detalle con
referencia a los dibujos, en los que
la Fig. 1a, 1b, 1c, 1d muestran diferentes
vistas de una realización de un dispositivo de elevación
montado.
la Fig. 2 muestra tres perfiles con una brida de
montaje,
la Fig. 3 muestra una vista en perspectiva de
una placa de vacío,
la Fig. 4 muestra una vista en perspectiva de
una placa de caucho,
la Fig. 5 muestra una sección transversal de una
esquina de un dispositivo de elevación montado,
la Fig. 6 muestra un perfil lateral,
la Fig. 7a muestra una sección transversal de un
cuerpo de válvula,
la Fig. 7b muestra una vista en perspectiva de
un cuerpo de válvula,
la Fig. 8 muestra una sección transversal de una
válvula de bola montada y
la Fig. 9 muestra una realización de una válvula
de aire con un collar de contrataladro.
la Fig. 10 muestra cómo se monta una
válvula.
La Fig. 1 muestra una realización del
dispositivo de elevación 1, de acuerdo con la invención, El
dispositivo de elevación 1 comprende dos perfiles laterales 2 y 3 y
un perfil central 4. El dispositivo de elevación 1 está cerrado en
ambos extremos mediante dos perfiles de extremo 5. Un primer lado de
una placa de vacío 8 está unido a los perfiles 2, 3, 4 y la placa
de caucho 7 está unida al segundo lado del soporte de refuerzo 8,
por ejemplo pegada sobre el soporte de refuerzo 8. Una brida de
montaje circular 9 para montar sobre un brazo de elevación (no
mostrado) está unida a los tres perfiles 2, 3 y 4. El dispositivo de
elevación comprende una conexión de vacío 10 montada en el perfil
central 4.
El lado de succión 19 del conjunto con la placa
de caucho 7 y la placa de vacío 8 y los perfiles 2, 3 y 4 comprende
una pluralidad de orificios pasantes para la succión de aire a
través de los orificios y a través de las válvulas instaladas en
los perfiles, lo que se explicará con más detalle a continuación con
relación a la Figura 5.
Una brida de montaje 9 está situada sobre el
lado trasero de los perfiles 2, 3, 4 opuestos al lado de succión
19. La brida de montaje 9 comprende un cierto número de orificios,
por ejemplo orificios roscados, para montar fácilmente el
dispositivo de elevación a cualquier tipo de maquinaria, por ejemplo
un robot. El orificio central 31 situado en la brida de montaje 9
está destinado a guiar la brida 9 en el perfil central 4 cuando se
monta.
Los perfiles laterales 2 y 3 comprenden un
cierto número de orificios pasantes 15 utilizados para unir la
placa de vacío 8 con la placa de caucho 7 mediante un cierto número
de pernos 29 que se extiende a través de los perfiles 2, 3, lo cual
facilita la unión y separación. Esto se muestra con más detalle en
la Fig. 1d, que es una parte aumentada de la vista en sección
trasversal de la Fig. 1c. Para evitar la deformación de los
perfiles 2, 3, 4 cuando los pernos 29 están sujetos con las tuercas,
las ménsulas 30 se utilizan dentro de los perfiles 2, 3, 4.
Como se ilustra en la Fig. 2, losperfiles2, 3, 4
son tubos rectangulares de tamaños estándar para mantener el precio
de producción del dispositivo de elevación bajo. Dado que tales
tubos están comercialmente disponibles a bajo coste, por ejemplo
como perfiles extruidos, la producción es fácil y se puede realizar
rápidamente con bajo esfuerzo, reduciéndose principalmente al corte
del perfil y al taladro de la válvula y oficios de montaje.
En la Figura 2 los tres perfiles 2, 3, 4 se
muestran montados. Los dos perfiles laterales 2 y 3 están pegados y
atornillados al perfil central 4, que comprende un orificio
convencional 14 para el montaje de una conexión de vacío 10.
Pegando los perfiles 2, 3, 4 juntos, se consigue una unión estanca
al aire. Como se ilustra con más detalle en la Fig. 6 que muestra
un perfil 2 con orificio de válvula 18, los tres perfiles 2, 3 y 4
comprende un cierto número de orificios de conexión 13 entre los
perfiles de manera que se consigue una cámara de vacío 6 mediante
la conexión de los tres perfiles 2, 3, 4.
La Fig. 3 muestra la placa de vacío 8 que
comprende una pluralidad de los orificios 16. Las posiciones de los
orificios 16 encajan con las posiciones de los orificios de válvula
correspondientes 18 de los perfiles 2, 3, 4 y los correspondientes
orificios 17 de la placa de caucho 7, como se muestra en la Fig. 4.
El borde 11 del soporte de refuerzo 8 como se muestra en la Fig. 8
está doblado en un ángulo de 90 grados para un montaje fácil del
soporte de refuerzo combinado 8 y la placa de caucho 7 a los
perfiles 2, 3, 4. La placa de caucho 7 proporciona una superficie
de agarre flexible para que se pueda conseguir una conexión con un
objeto estanca al aire.
La Fig. 5 muestra una sección transversal
X-X de la Fig. 1 de una esquina del dispositivo de
elevación montado 1, en el que una válvula 12 está instalada en un
orificio de vacío 18 del perfil 2. La figura ilustra además la
combinación del soporte de refuerzo 8 y la placa de caucho 7 que
comprende un orificio 17 que proporciona una conexión para la
válvula 12 con el lado de succión de extremo delantero 19 del
conjunto. La placa de extremo 5 también se puede ver en la
figura.
Para sustituir o limpiar las válvulas, la placa
de caucho combinada 7 y el soporte de refuerzo 8 son desmontados de
los perfiles 2, 3, 4 desatornillando los pernos 29 que se extiende a
través de los perfiles 2, 3, 4. La válvula 12 es entonces accesible
desde el lado de succión para ser desmontada y sustituida. Después
de la sustitución, la placa de caucho combinada 7 y el soporte de
refuerzo 8 son atornillados sobre los perfiles 2, 3, 4 de nuevo. Al
contrario que en la técnica anterior la placa de caucho 7 no tiene
que ser retirada mediante ninguna técnica de raspaje lo cual daña
la placa de caucho 7 y no se tiene que aplicar ninguna técnica
posterior de limpieza para retirar los restos de caucho y
pegamento. En su lugar, la placa de caucho 7 y el soporte de
refuerzo 8 forman una unidad que se puede separar y unir fácilmente
mediante los tornillos 29 u otros medios liberables.
En una realización preferida, el soporte de
refuerzo 8 está montado con su primer lado sobre la placa de caucho
7 y tiene sobre su lado opuesto una capa delgada de polímero
elástico (no mostrado) con el fin de apretar el espacio entre el
soporte de refuerzo 8 y los perfiles 2, 3, 4 cuando el soporte de
refuerzo 8 se apoya contra los perfiles 2, 3, 4.
El perfil de extremo 5 es guiado de manera
efectiva a los perfiles por el borde doblado 11 del soporte de
refuerzo 8. La placa de extremo 5 también está sujeta a cada perfil
lateral 2, 3 por un cierto número de tornillos (no mostrados).
Una válvula 12 está ilustrada con más detalle en
la Fig. 7a la cual es una sección transversal de la válvula y la
Fig. 7b que es una vista en perspectiva. La válvula comprende un
cuerpo 20 con una primera abertura 21 que proporciona un pasaje de
aire desde el cuerpo de válvula 20 a una cámara de vacío dentro de
los perfiles 2, 3, 4. Como se ilustra en la Fig. 8 y en un aviste
en perspectiva de la Fig. 9, la cámara de válvula 22 comprende
suficiente espacio para que una bola 26 se pueda mover y para que
un flujo de aire pase alrededor de la bola a través del cuerpo de
válvula 20. El espacio cilíndrico 23 está destinado para que un
filtro 28 sea instalado como se muestra en la Fig. 8 para evitar
que la suciedad y otras partículas sean succionadas dentro de la
válvula 12 y además dentro de la cámara de vacío 22. Una segunda
abertura 24 proporciona un pasaje para que el aire fluya a través de
la válvula desde el lado de succión 129 del dispositivo de
elevación.
En una realización de la invención, la primera
abertura 21 es de aproximadamente 0,02 y 0,1 mm, preferiblemente
0,05 mm más larga que ancha haciendo la primera abertura un poco
ovalada para formar un paso de fuga para el aire. De este modo, el
flujo de fuga de fuga de aire se reduce considerablemente en
comparación con los canales separados de la técnica anterior.
Reduciendo el flujo de fuga, se puede realizar el control de vacío
de forma mucho más precisa.
Como se muestra en la fig. 7, el cuerpo de
válvula 20 comprende además un rebaje 25 para sujetar un anillo con
forma de O 27 como se ilustra en la Fig. 8. El anillo con forma de O
está destinado a sujetar el cuerpo de válvula 20 en los orificios
de válvula 18 de un perfil como se ilustra en la Fig. 6 y se
ilustra montado en la Fig. 5. El collar 32 y el anillo con forma de
O 27 proporcionan una sujeción fácil y segura del cuerpo de válvula
al perfil 2, 3, 4, dado que el collar 32 después del montaje de la
válvula 12 está situado en un lado de un orificio de válvula 18 del
perfil 2, 3,4 y el anillo con forma de O 27 está situado en el lado
opuesto del orificio de válvula 18. Además, la elasticidad del
anillo con forma de O 27 permite el desmontaje de la válvula 12 del
orificio de válvula 18 mediante la subpresión forzada del anillo con
forma de O 27 cuando la válvula 12 es presionada fuera del orificio
de válvula 18. Una válvula 12 se puede volver a montar fácilmente
presionándola sobre un orificio 18 de uno de los perfiles 2, 3, 4,
en donde el anillo con forma de O 27 resulta en una acción de salto
elástico, cuando el anillo con forma de O 27 después de la
subpresión durante la inserción dentro del orificio de válvula 18
se expande de nuevo sobre el lado opuesto del orificio de válvula
18. Para esto, la distancia entre el collar 32 y el anillo con
forma de O 27 corresponde a la profundidad del orificio de válvula
18. El anillo con forma de O 27 y el collar 32 aseguran que la
válvula 12 está correctamente instalada dentro de un orificio 18 de
un perfil 2, 3, 4.
La Fig. 9 muestra una realización de la
invención en la que el cuerpo de válvula 20 comprende un collar de
contrataladro 33 para una conexión apretada con el perfil 2. El
collar de contrataladro 33 del cuerpo de válvula 20 tiene forma
cónica para fijar un orificio de contrataladro 18 correspondiente
del perfil 2. De este modo se consigue una mejor fijación y
estanqueidad de fuga debido a una superficie de conexión
relativamente grande entre el cuerpo de válvula 20 y un orificio 18
del perfil 2. Además, la válvula 12 se hace más alineada con la
superficie del perfil 2, lo cual proporciona una superficie más
plana y una conexión más apretada cuando el soporte de refuerzo 8
está instalado. Esto reduce al mínimo el riesgo de una fuga de aire
entre las valvas. El orificio de contrataladro 18 del perfil 2
puede estar hecho por un cortador en un proceso, lo que reduce al
mínimo los costes de producción.
Los salientes 34 son para una mejor fijación
dentro del orificio 18 del perfil 2. La válvula 12 podría comprender
uno o más salientes 34 en lugar del anillo con forma de O 27, como
se ha descrito previamente. Los salientes 34 podrían ser anillos
circulares o pequeños salientes con forma de bola situados en la
superficie exterior del cuerpo de válvula 20, preferiblemente
fabricados de un polímero, que también puede ser elegido como
material para el cuerpo de válvula. De este modo, los salientes 34
pueden ser una parte integral del cuerpo de válvula y pueden ser
producidos, de manera ventajosa, mediante moldeo el polímero.
En una realización alternativa, la distancia
entre el collar de contrataladro 33 y un saliente 34 es mayor que
la profundidad del orificio de válvula 18 dando lugar a una fijación
floja. Cuando el dispositivo de elevación está colocado con el lado
de succión hacia bajo y la placa de vacío es retirada, la válvula
cae un poco sin caer completamente fuera del orificios debido al
saliente 34. Esto hace que sea fácil agarrar la válvula 33 con una
herramienta de agarre. De este modo, la válvula se puede retirar
fácilmente. El saliente 34 evita que la válvula se caiga cuando el
dispositivo de elevación tiene el lado de succión situado hacia
abajo.
Además, el sistema con los perfiles extruidos
de pared algo delgada 2,3, 4 y las unidades de válvula 12 sujetas
en las paredes deduce el peso del sistema permitiendo que se
utilicen robots más pequeños y baratos, lo cual es una ventaja
adicional de la invención.
De acuerdo con una realización de la invención,
el cuerpo de válvula 20 tiene un diámetro exterior de 13 mm y un
collar 32 con un diámetro aproximado de 15 mm. Debido a que el
diámetro exterior del cuerpo de válvula 20 es relativamente
pequeño, es posible una elevada concentración de válvulas en los
dispositivos de elevación.
La Fig. 10 muestra el montaje de una válvula 12
que comprende un cuerpo de válvula 20, una bola 26, preferiblemente
una bola de metal, y un filtro 28. El filtro 28 es una pequeña malla
de metal redonda que se instala y se retira fácilmente debido a que
es flexible y el cuerpo de válvula 20 deja el espacio necesario para
que se utilice una herramienta cuando se instala o retira un
filtro. El anillo con forma de O 27 va a ser instalado en el rebaje
25.
En una realización alternativa de la invención,
el cuerpo de válvula consta de dos contrapartes que se montan
después de la introducción de una bola dentro de la válvula 12. La
primera parte de cuerpo puede comprender un filtro embebido antes
del montaje. De esta manera, se reduce el coste de producción de las
válvulas y se facilita el montaje.
La primera abertura 21 se desvía ligeramente de
una forma circular con el fin de no ser completamente bloqueada por
la bola 26 cuando se apoya contra la primera abertura 21. De esta
forma, siempre se asegura un pasaje de fuga de aire. Generalmente,
un pasaje de fuga es necesario para el funcionamiento de los
dispositivos de elevación. En la técnica anterior, tales pasajes de
fuga están proporcionados mediante canales estrechos, por ejemplo
como se expone con el número 24 en la Fig. 2 de la patente de
Estados Unidos nº 6 039 529 y se expone con el número de referencia
17 en la Fig. 3 de la patente de Estados Unidos Nº 5 409 347. Tales
canales estrechos se pueden bloquear fácilmente con polvo y otro
tipo de suciedad y son muy difíciles de limpiar. De acuerdo con la
invención, formando una primera abertura no circular 21, se asegura
un pasaje de fuga de aire que es autolimpiante, debidos a que el
polvo es succionado fuera de la primera abertura 21 y dentro de la
cámara de vacío 6 de los perfiles 2, 3, 4, cuando la bola 26 es
liberada de la abertura 21. Esto es una gran ventaja en comparación
con los canales de fuga de aire estrechos de acuerdo con la técnica
anterior.
Se ha de mencionar, que la succión de vacío
desde la cámara de vacío 6 de los perfiles 2, 3, 4 a través de la
válvula 12 contrarresta la gravedad de la bola 16, cuando el
dispositivo de elevación está siendo operado con el lado de succión
19 dirigido principalmente hacia abajo. Sin embargo, el principio de
la invención no se limita a dispositivos que funcionan
verticalmente. Como una realización alternativa, la succión a través
de la válvula puede ser contrarrestada por un muelle que soporta la
bola 21 de la válvula. De este modo, el dispositivo de elevación de
acuerdo con la invención puede funcionar en una gran variedad de
orientaciones, por ejemplo para elevar artículos con el dispositivo
de elevación unidos al lado de los artículos.
En el dispositivo de acuerdo con la invención,
los orificios 18 no sólo pueden estar dispuestos para las unidades
de válvula 12 sino también para las unidades detectoras. Tales
unidades detectoras pueden incluir detectores para detectar, si hay
un artículo en las proximidades del lado de succión 19 o para
detectar la distancia a un artículo desde el lado de succión 19.
Además de o alternativamente, algunos orificios 18 pueden estar
provistos para las unidades de canal de aire sin las válvulas 12 en
estas unidades. Tales unidades pueden estar provistas de pequeños
canales a través de los cuales el aire puede fluir, por ejemplo para
elevar un objeto de reducido peso tal como un paquete de papel.
Las unidades de canal de aire pueden ser de
diferentes colores con el fin de marcar grupos especiales de
unidades sobre el dispositivo de elevación, por ejemplo, para
indicar qué las unidades de válvula han sido sustituidas
recientemente. También, las unidades de canal de aire sin válvula,
las unidades de válvula o las unidades detectoras pueden tener
colores diferentes para fines diferentes.
Un dispositivo de elevación de acuerdo con otro
aspecto de la invención puede comprender también una pluralidad de
cámaras de vacíos separadas (2, 3, 4, 5) estando cada cámara de
vacío (2, 3, 4, 5) a una pluralidad de orificios (18) para recibir
unidades de canal de aire o unidades de válvula, siendo la presión
de la pluralidad de cámaras de vacío (2, 3, 4, 5) mútuamente
diferente. De esta forma, se pueden producir diferentes zonas que
tienen diferentes presiones.
Claims (8)
1. Un dispositivo de elevación para levantar y
mover artículos, que comprende una cámara de vacío (2, 3, 4)
conectada a un elemento de succión (7, 8, 12) para unir los
artículos mediante presión negativa a un lado de succión (19) del
elemento de succión (7, 8, 12) teniendo el elemento de succión (7,
8, 12) al menos una válvula de bola con un canal de aire (17, 18,
21, 22, 23, 24) para la comunicación de vacío entre la cámara de
vacío (2, 3, 4) y los artículos a través del canal de aire (17, 18,
21, 22, 23, 24), comprendiendo la válvula (12) un pasaje de fuga,
una bola (26) y una primera abertura (21), estando la primera
abertura (21) situada en el lado opuesto de la bola (26) con
relación al lado de succión (19), teniendo la primera abertura (21)
una sección transversal que evita que la bola se fije a través de la
abertura (21), en el que el pasaje de aire está dispuesto como
parte de la primera abertura (21) en el que la primera abertura (21)
se desvía de una sección trasversal circular con el fin de
proporcionar un pasaje de fuga de aire cuando la bola (26) está
apoyándose contra la primera abertura (21), caracterizado
porque la primera abertura (21) tiene una sección transversal
ovalada o elíptica y en el que el elemento de succión tiene una
placa de polímero (7) fabricada de un material estanco al aire,
elástico, para unir los artículos con el lado de succión (19), el
elemento de succión tiene un soporte de refuerzo (8) para la placa
de polímero, y el soporte tiene medios de sujeción reutilizables
para sujetar el soporte (8) con la placa de polímero (7) a la cámara
de vacío (6).
2. El dispositivo de elevación de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que la abertura es entre 0,02 mm y 0,1 mm
más larga que ancha para formar un pasaje de fuga de aire.
3. El dispositivo de elevación de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que los medios de sujeción reutilizables son
tornillos o pernos que cooperan con los correspondientes medios de
sujeción de la cámara de vacío.
4. El dispositivo de elevación de acuerdo con
cualquier reivindicación precedente, en el que el dispositivo de
elevación tiene una pluralidad de canales de aire.
5. El dispositivo de elevación de acuerdo con
cualquier reivindicación precedente, en el que la válvula de bola
se puede desmontar como una unidad de válvula (12) del dispositivo
de elevación.
6. El dispositivo de elevación de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que la cámara de vacío (2, 3, 4, 6) tiene
un orificio de válvula (18) a través de la pared de la cámara de
vacío (2, 3, 4, 6) para recibir la unidad de válvula (12) en el
mismo, y en el que la unidad de válvula tiene un collar (32) y un
anillo con forma de O (27) o salientes (34) dispuestos a una
distancia en la unidad de válvula correspondiente al espesor de la
pared de la cámara de vacío con el fin de que el collar (32) y el
anillo con forma de O (27) actúen como medios de sujeción
liberables complementarios con una acción de salto elástico cuando
la unidad de válvula es colocada en el orificio de válvula.
7. El dispositivo de elevación de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que la cámara de vacío (2, 3, 4, 6) tiene
un orificio de válvula (18) a través de la pared de la cámara de
vacío (2, 3, 4, 6) para recibir la unidad de válvula (12) en el
mismo, y en el que la unidad de válvula tiene un colar (32, 33) y un
anillo con forma de O (34) o saliente (34) dispuestos a una
distancia sobre la unidad de válvula mayor que el espesor de la
pared de la cámara de vacío para una fijación floja de la válvula en
el caso de falta de succión.
8. El dispositivo de elevación de acuerdo con la
reivindicación 5, 6 ó 7, que comprende una pluralidad de cámaras de
vacío separadas (6) estando cada cámara de vacío (2, 3, 4, 6)
conectada a una pluralidad de orificios (18) para recibir unidades
de válvula (12), siendo la presión de la pluralidad de cámaras de
vacío (6) mutuamente diferente.
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