SE529674C2 - Vakuumenhet, ett system innefattande en sådan vakuumenhet samt en metod för att driva en vakuumenhet - Google Patents

Description

25 30 35 529 674 _2..

Sammanfattning av uppfinningen Följaktligen är ett primärt ändamål med föreliggande upp- finning att eliminera de förutnämnda problemen genom att tillhandahålla en vakuumenhet av typen som beskrivs i inledningen och som innefattar färre komponenter och kanaler än kända vakuumenheter.

Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en vakuumenhet, vid vilken omställning mellan arbets- moder sker snabbare än i anordningar enligt teknikens ståndpunkt.

Ytterligare ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en vakuumenhet, vid vilken förslitningen av komponenterna som innefattas i enheten hålls på en minimal nivå. Ännu ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett system som innefattar en sådan vakuum- enhet. Ännu ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en metod för att driva en sådan vakuum- enhet.

Föreliggande uppfinning är baserad på insikten att de förut- nämnda ändamålen kan uppnås med en vakuumenhet vid vilken ett luftflöde kan användas för att böja av luftflödet som skapar vakuum, varigenom omställning sker från sugverkan till frigörande verkan.

Sålunda åstadkommes en vakuumenhet som definieras i det bifogade patentkravet 1. Det åstadkommes även ett system som innefattar en sådan vakuumenhet såsom definierad i det bifogade patentkravet 9 och en metod för att driva en vakuumenhet såsom definierad i bifogat patentkrav 10. 10 15 20 25 30 35 529 674 _3- Uppfinningsidên tillhandahåller en vakuumenhet som har färre komponentdelar och kanaler än tidigare enheter av den här typen. Tack vare det faktum att luftflödet från luftkällan kan flöda hela tiden hålls antalet ventilförfaranden på en minimal nivå, vilket minskar förslitningen.

Andra föredragna utföringsformer kommer att framgå tydligt från de beroende patentkraven.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas mer detaljerat med exempel, med hänvisning till de åtföljande ritningarna, på vilka: Fig. 1 är ett schematiskt diagram som visar principerna för en ejektor som ingår i en vakuumenhet i enlighet med upp- finningen under sugverkan.

Fig. 2 är ett diagram som liknar diagrammet i Fig. 1 men under frigörande verkan.

Fig. 3 är en översiktsfigur av en första utföringsform av en vakuumenhet i enlighet med uppfinningen.

Figur 4 visar en andra utföringsform av vakuumenheten i enlighet med uppfinningen.

Figur 5 visar en tredje utföringsform av en vakuumenhet i enlighet med uppfinningen.

Figur 6 visar en fjärde utföringsform av en vakuumenhet i enlighet med uppfinningen.

Figur 7 visar en femte utföringsform av en vakuumenhet i enlighet med uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 529 674 _4_ Fig. 8 är en översiktsfigur av ett system som innefattar en vakuumenhet i enlighet med uppfinningen.

Deta1'erad beskrivnin av föredra na utförin sformer Nu kommer föredragna utföringsformer av utföringsformer av en vakuumenhet i enlighet med uppfinningen att beskrivas. De generella principerna för uppfinningsidên kommer emellertid först att förklaras med hänvisning till Fig. 1 och 2.

En vakuumenhet innefattar en ejektor med två munstycken som visas i figurerna: ett inloppsmunstycke 10 och ett utlopps- munstycke 20, varvid innerdiametern för inloppsmunstycket är mindre än innerdiametern för utloppsmunstycket. Ett utrymme S tillhandahålls mellan inlopps- och utloppsmunstyckena.

Inlopps- och utloppsmunstryckena är förbundna med en källa för komprimerad eller trycksatt luft P medan utgången från utloppsmunstycket är förbundet till ett utlopp för frånluft E. Det ovannämnda utrymmet är förbundet med en källa för frigörande luft R som kopplas in under frigörande verkan, som kommer att beskrivas nedan.

Som kommer att framgå klart från Fig. 1 alstras, när luft flödar från inloppsmunstycket 10 till utloppsmunstycket 20, ett vakuum i ejektorns inre och i enheter som står i för- bindelse med detta utrymme via en vakuumöppning V, vilket är konventionellt. Således förs ett flöde av trycksatt luft så att det går igenom inloppsmunstycket 10, igenom utrymmet S och in i och igenom utloppsmunstycket 20 och vidare till utloppet för frånluft E. Det här luftflödet för med sig luft från vakuumöppningen V som tillförs det totala luftflödet genom utloppsmunstycket, vilket skapar ett vakuum i ejektorns inre och i enheter som står i förbindelse med utrymmet S via vakuumöppningen V.

Under hela det här sugförfarandet är källan för frigörande luft R bortkopplad från utrymmet S. Således kan den tryck- 10 15 20 25 30 35 i 529 674 -5_ satta luften P ohindrat passera igenom utrymmet S och in i det andra munstycket 20.

Frigörande verkan kommer nu att förklaras med hänvisning till Fig. 2. Liksom under sugverkan är källan för trycksatt luft P förbunden med inloppsmunstycket 10. Detta betyder att det går ett konstant flöde genom det här mnnstycket. Till luften från inloppsmunstycket och in i utrymmet S kommer det ett luftflöde från källan för frigörande luft R. Det kommer att inses att även den frigörande luften är trycksatt och att termen "frigörande luft" endast används för att under- lätta förståelsen av uppfinningen.

Den frigörande luften kommer in i utrymmet S i en vinkel och företrädesvis i rät vinkel mot den trycksatta luften P och böjer därigenom av luftflödet från inloppsmunstycket bort från ingången till utloppsmunstycket. Följaktligen kommer åtminstone en del av luftflödet från källan för trycksatt luft P att, i stället för att passera ohindrat till utlopps- munstycket 20, passera till vakuumöppningen V, varigenom det tillsammans med den frigörande luften R snabbt skapar ett övertryck i vakuumöppningen. Den del av den trycksatta luften som inte går ut genom vakuumöppningen kommer att lämna genom öppningen för frånluft E.

Fastän den frigörande luften R i figurerna visas med en flödesriktning som väsentligen är vinkelrät mot flödes- riktningen för den trycksatta luften från inloppsmunstycket, är andra konfigurationer möjliga så länge som den frigörande luften delvis eller helt böjer av luftflödet från inlopps- munstycket till utloppsmunstycket och därigenom förhindrar åtminstone en del av luften från inloppsmunstycket från att nå utloppsmunstycket.

Med hjälp av ett jämförelsevis litet luftflöde från källan för frigörande luft R, kan den trycksatta luften P användas för att tillhandahålla en mycket snabb frigörelse av t.ex. 10 15 20 25 30 35 529 674 _5_ ett arbetsstycke som hålls av ett gripverktyg. Detta i sin tur kortar ner bearbetningstider och ökar noggrannheten.

Tack vare det väsentligen konstanta luftflödet genom inloppsmunstycket 10 är omställningstiden mycket kort vid omställning från frigörande verkan till sugverkan. Så snart som källan för frigörande luft R kopplas bort börjar den trycksatta luften P att skapa ett vakuum i vakuumöppningen V utan att källan för trycksatt luft behöver kopplas in.

Den exakta konfigurationen för munstyckena kan hittas för olika krav på omställningstider, tryck etc. I Fig. 2 har den trycksatta luften P visats som att den böjs av i rät vinkel.

I praktiken kan den här avböjningen vara mycket mindre så länge som en del av den trycksatta luften går ut genom vakuumöppningen och inte genom det andra mnnstycket.

Olika utföringsformer av en vakuumenhet i enlighet med upp- finningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till Fig. 3-6. I den första utföringsformen, som visas i Fig. 3, inne- fattar vakuumenheten, allmänt betecknad med l, ett inlopps- munstycke 10 och ett utloppsmunstycke 20 vilka utgör en ejektor. Konfigurationen för dessa munstycken har beskrivits ovan med hänvisning till Fig. 1 och 2. Fyra externa portar är anordnade i enheten: en port 50 för trycksatt luft P för- bunden med ingången till inloppsmunstycket 10, en port 60 för frigörande luft R förbunden med utrymmet S, en vakuum- port 70 som motsvarar den ovan beskrivna vakuumöppningen V, och en port 80 för frånluft E som är förbunden med utgången från utloppsmunstycket 20. Portarna 50, 60 för trycksatt luft och frigörande luft är anslutna till varsin luftkälla (visas inte). Vakuumöppningen 70 står i förbindelse med t.ex. en sugkopp i ett gripverktyg. Slutligen står från- luftsporten i förbindelse med den omgivande miljön. Ventiler (visas inte) för anslutning och bortkoppling av portarna 50, 60 till resp. från källorna för trycksatt luft och fri- görande luft tillhandahålls utanför vakuumenheten 1. 10 15 20 25 30 35 529 674 _7..

I en andra utföringsform som visas i Fig. 4, är två luft- ventiler 30 och 40 anordnade i vakuumenheten. Dessa luft- ventiler är företrädesvis så kallade solenoidventiler som ofta används i teknikområdet. Den första ventilen 30 är inkopplad mellan porten 50 för trycksatt luft P och ingången till inloppsmunstycket 10. Den andra ventilen 40 är anordnad mellan ingången till inloppsmunstycket 10 och utrymmet S.

Följaktligen har de två portarna 50, 60 för luft i den första utföringsformen ersatts av en enda luftport 50 och driften av den här vakuumenheten sker på följande sätt.

Således är porten 50 för trycksatt luft förbunden med ingången till den första ventilen 30, varvid utgången från den första ventilen är förbunden med ingången till den andra ventilen 40.

När driften initieras öppnas den första ventilen 30, vilket får trycksatt luft att gå igenom munstyckena och skapa vakuum i vakuumöppningen V. Detta vakuum upprätthålls så länge som den andra ventilen 40 förblir stängd. När den andra ventilen öppnas initieras frigörande verkan och fri- görande luft släpps in i utrymmet S varvid den trycksatta luften böjs av och snabbt skapar ett övertryck i vakuum- öppningen. När den andra ventilen 40 stängs avslutas den frigörande verkan och vakuum byggs snabbt upp i vakuum- öppningen, vilket ställer om vakuumenheten från frigörande verkan till sugverkan.

Endast den andra ventilen 40 måste ändras under driften av vakuumenheten, vilket minskar förslitning och minimerar omställningstider. Eftersom det frigörande luftflödet i vissa tillämpningar är väsentligen mindre än luftflödet genom den första ventilen, kan den andra ventilen dimensio- neras för små luftflöden, vilket är fördelaktigt med avseende på kostnad, vikt och volym.

En tredje utföringsform av en vakuumenhet i enlighet med uppfinningen visas i Fig. 5. Denna utföringsform liknar den andra utföringsformen i det att det endast finns en enda 10 15 20 25 30 35 529 674 -g_ port 50 för luft. Skillnaden ligger i att den andra ventilen 40 är inkopplad mellan porten 50 och utrymmet S, d.v.s. framför den första ventilen 30. Således är porten 50 för trycksatt luft förbunden både med ingången till den första ventilen 30 och med ingången till den andra ventilen 40.

Driften för den här utföringsformen är identisk med driften för den andra utföringsformen. Eftersom endast den tryck- satta luften P via inloppsmunstycket passerar genom den första ventilen 30, kan emellertid den här ventilen dimen- sioneras för mindre luftflöden än i den andra utförings- formen.

En fjärde utföringsform av en vakuumenhet i enlighet med uppfinningen visas i Fig. 6. Denna är identisk med den andra utföringsformen som visas i Fig. 4 med tillägget av en strypventil 90 efter den andra ventilen 40. Funktionen hos den här ventilen är att reglera kraften hos den frigörande luften för att optimera funktionen hos vakuumenheten. En sådan strypventil kan alternativt vara anordnad före den andra ventilen. En strypventil kan också vara anordnad i alla utföringsformer av uppfinningen.

En femte utföringsform av en vakuumenhet i enlighet med upp- finningen visas i Fig. 7. Denna är identisk med utförings- formerna som visas i Fig. 4 och 5 med skillnaden att den första ventilen 30 har utelämnats. Denna ger en vakuumenhet med färre komponenter men som har kvar den generella funk- tionen hos de andra utföringsformerna.

Ett system 100 som innefattar vakuumenheter i enlighet med uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till Fig. 8. Det här systemet är ett så kallat pick~and-place- system vilket är en transportbandstillämpning, vid vilken gods 110 plockas upp från ett första transportband 120 med hjälp av en upplockningsanordning 130 som är försedd med en vakuumenhet 1 i enlighet med uppfinningen. Det upplockade godset placeras efteråt på ett andra transportband 140.

Driften av systemet 100 kontrolleras med hjälp av en 10 15 20 25 30 35 529 674 -9_ styrenhet 150 som är förbunden med transportbanden 120, 130 och med upplockningsanordningen 130.

Andra möjliga tillämpningar för en vakuumenhet i enlighet med uppfinningen innefattar, men är inte begränsade till, stapling av produkter i askar, ytmontering av elektroniska kretsar, upplockning av formgjutna produkter i formsprut- ningsmaskiner, inplacering och avlägsning av gods i press- linor (press lines) etc.

Fastän föredragna utföringsformer av en uppfunnen vakuum- enhet har beskrivits kommer det att förstås att dessa ut- föringsformer kan förändras i flera avseenden inom omfånget av de bifogade patentkraven. Till exempel, fastän ejektorn i den beskrivna utföringsformen endast har ett inlopps- munstycke och endast ett utloppsmunstycke, kommer det att förstås att ejektorn kan innefatta flera inlopps- och utloppsmunstycken. Detta skulle göra det möjligt att uppnå en högre kapacitet för tryckalstring, och därmed en minsk- ning av cyklingstiderna.

Fastän ventilerna i de beskrivna vakuumenheterna har beskrivits som solenoidventiler, kommer det att förstås av fackmannen inom teknikområdet att vilka lämpliga ventiler som helst kan användas. Det kommer också att förstås att en trycksensor och en säkerhetsventil kan integreras med vakuumenheten.

Driften av vakuumenheten enligt uppfinningen har beskrivits som att den inbegriper ett väsentligen konstant luftflöde genom inloppsmunstycket, d.v.s. konstant matning av luft till porten 50 för trycksatt luft. Det kommer att inses att matningen av luft kan avbrytas mellan arbetscyklerna.

I figurerna visas den frigörande luften som om den går mellan inlopps- och utloppsmunstyckena. Den frigörande luften kan emellertid också delvis gå genom munstyckena utan att man avviker från uppfinningsidén som definieras i de 529 674 _10- bifogade patentkraven så länge som den frigörande luften böjer av luftflödet från inloppsmunstycket bort från ingången till utloppsmunstycket.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 i 529 674 _11.. PATENTKRAV

1. Vakuumenhet innefattande: - ett inloppsmunstycke (10) men en ingång och en utgång, varvid ingången till detta munstycke är anslutbar till en källa för komprimerad luft, - ett utloppsmunstycke (20) med en ingång och en utgång, - ett utrymme (S) anordnat mellan utgången från inlopps- munstycket och ingången till utloppsmunstycket och - en vakuumöppning (V) som är förbunden med utrymet, kännetecknad av - att utrymmet har en förbindelse med en källa för fri- görande luft (R) som är arrangerad i en vinkel till utgången från inloppsmunstycket på så sätt att frigörande luft som kommer in i utrymmet (S) böjer av luftflödet från inlopps- munstycket bort från ingången till utloppsmunstycket.

2. Vakuumenhet i enlighet med patentkrav 1, vid vilken innerdiametern för inloppsmunstycket (10) är mindre än innerdiametern för utloppsmunstycket (20).

3. Vakuumenhet i enlighet med patentkrav 1 eller 2, innefattande: - en första ventil (30) innefattande en ingång och en utgång och som har ett stängt läge och ett öppet läge, varvid ingången till den första ventilen är anslutbar till en källa för komprimerad luft; - en andra ventil (40) innefattande en ingång och en utgång och som har ett stängt läge och ett öppet läge, varvid 10 15 20 25 30 35 529 674 _12- ingången till den andra ventilen är anslutbar till en källa för komprimerad luft; - varvid utgången från den första ventilen är hopkopplad med ingången till inloppsmunstycket (10) och utgången från den andra ventilen är hopkopplad med förbindelsen med en källa för frigörande luft (R).

4. Vakuumenhet i enlighet med patentkrav 3, inne- fattande en port (50) för inloppsluft som är förbunden med ingången till den första ventilen (30), varvid utgången från den första ventilen är förbunden med ingången till den andra ventilen (40).

5. Vakuumenhet i enlighet med patentkrav 3, inne- fattande en port (50) för inloppsluft som är förbunden med ingången till den första ventilen (30) och med ingången till den andra ventilen (40).

6. Vakuumenhet i enlighet med patentkrav l eller 2, innefattande: - en ventil (40) innefattande en ingång och en utgång och som har ett stängt läge och ett öppet läge, varvid ingången till den andra ventilen är anslutbar till en källa för tryckluft; - varvid utgången från den andra ventilen är hopkopplad med förbindelsen till en källa för frigörande luft (R).

7. Vakuumenhet i enlighet med något av patentkraven 1- 6, vid vilken utgången från inloppsmunstycket (10) och förbindelsen till en källa för frigörande luft (R) är anordnade i rät vinkel mot varandra.

8. Vakuumenhet i enlighet med något av patentkraven 1- 7, innefattande en strypventil (90) som är hopkopplad med förbindelsen till en källa för frigörande luft (R). 10 15 20 i 529 674 _13-

9. Vakuumsystem innefattande en vakuumenhet i enlighet med patentkrav 1.

10. Metod för att driva en vakuumenhet, innefattande följande steg: - att man tillhandahåller ett flöde av tryckluft (P) genom ett inloppsmnnstycke (10) med en ingång och en utgång, - att man bringar flödet av tryckluft att passera tvärs igenom ett utrymme (S) till en ingång till ett utlopps- munstycke (20) med en ingång och en utgång för att skapa ett vakuum i en vakuumöppning (V) i förbindelse med utrymmet, kännetecknad av steget av att - att man tillhandahåller ett flöde av frigörande luft (R) till utrymmet så att denna frigörande luft som kommer in i utrymmet (S) böjer av luftflödet från inloppsmunstycket bort från ingången till utloppsmunstycket.