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Die Erfindung betrifft ein Rückschlagventil, mit einer Trennwand, die in fluidischer Parallelschaltung von mehreren um einen Zentrumsbereich der Trennwand herum verteilt angeordneten Ventilkanälen durchsetzt ist, die einerseits zu einer ersten Wandfläche der Trennwand ausmünden, der eine Absperrmembran des Rückschlagventils vorgeordnet ist, die in dem Zentrumsbereich mit einem Befestigungsabschnitt bezüglich der Trennwand fixiert ist und die mehrere von dem Befestigungsabschnitt wegragende und diesbezüglich sowie bezüglich der Trennwand unabhängig voneinander verschwenkbare Absperrabschnitte aufweist, die die Ventilkanäle in einer an die Trennwand herangeschwenkten Absperrstellung verschließen und in mindestens einer von der Trennwand weggeschwenkten Offenstellung zur Ermöglichung des Hindurchströmens eines Fluides freigeben, wobei die an der ersten Wandfläche der Trennwand angeordneten Kanalmündungen der Ventilkanäle jeweils von einem eigenständigen Ventilsitz umrahmt sind, wobei alle Ventilsitze beabstandet zueinander angeordnet sind und jedem Ventilsitz einer der unabhängig voneinander verschwenkbaren Absperrabschnitte der Absperrmembran individuell zugeordnet ist.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vakuum-Arbeitsvorrichtung, mit einem Saugkanal, der eingangsseitig an eine Unterdruckquelle angeschlossen oder anschließbar ist und der ausgangsseitig mit einer Unterdruckapplikation, beispielsweise ein Sauggreifer, verbunden oder verbindbar ist, wobei in den Verlauf des Saugkanals ein eine Luftströmung in Richtung zur Eingangsseite zulassendes und in Richtung zur Ausgangsseite verhinderndes, in dem vorgenannten Sinne ausgebildetes Rückschlagventil eingeschaltet ist.
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Aus der
EP 1 416 204 A1 ist ein Rückschlagventil bekannt, das über eine von einem Membranträgerteller gebildete Trennwand verfügt, die von vier als Ventilkanäle fungierenden Strömungsquerschnitten durchsetzt ist und der eine kreisrunde Absperrmembran vorgelagert ist. Die Absperrmembran weist einen mittigen, streifenförmigen Befestigungsabschnitt auf, an dem sie mittels eines Befestigungssteges an dem Membranträgerteller befestigt ist. Von dem Befestigungsabschnitt ragen an einander entgegengesetzten Seiten halbkreisförmig konturierte Absperrabschnitte der Absperrmembran weg, die in Abhängigkeit von der anstehenden Druckdifferenz verschwenkbar sind, um entweder eine einen Fluiddurchtritt durch die Ventilkanäle verhindernde Absperrstellung oder eine einen Fluiddurchtritt durch die Ventilkanäle ermöglichende Offenstellung einzunehmen. Jedem der beiden Absperrabschnitte sind zwei Ventilkanäle zugeordnet, deren Mündungen vom zugeordneten Absperrabschnitt jeweils gleichzeitig entweder verschlossen oder freigegeben werden. Für die erforderliche Abdichtung in der Absperrstellung sorgt ein ringförmiger Ventilsitz, der an einem sämtliche Kanalmündungen gemeinsam umschließenden ringförmigen Abschnitt des Membranträgertellers ausgebildet ist und an dem die Absperrabschnitte in der Absperrstellung mit ihrem peripheren Randbereich zur Anlage gelangen.
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Das bekannte Rückschlagventil wird in der
EP 1 416 204 A1 in Verbindung mit einer Verwendung bei verbrennungstechnischen Anlagen beschrieben. Ein anderes relevantes Einsatzgebiet von Rückschlagventilen ist das der Vakuum-Arbeitsvorrichtungen, die beispielsweise in der Handhabungstechnik verwendet werden, um umzupositionierende Gegenstände vorübergehend mittels Unterdruck festzuhalten. Ein solcher Verwendungszweck eines Rückschlagventils wird in der
DE 10 2007 058 114 A1 und in der
DE 10 2008 005 241 A1 beschrieben, wobei das Rückschlagventil in den Verlauf eines Saugkanals eingesetzt ist, dessen Eingangsseite an eine Unterdruckquelle angeschlossen oder anschließbar ist und dessen Ausgangsseite mit einer Unterdruckapplikation verbunden oder verbindbar ist, wobei es sich bei dieser Unterdruckapplikation beispielsweise um einen Sauggreifer handelt. Bei der Anwendung der Vakuum-Arbeitsvorrichtung ruft die Unterdruckquelle in dem Saugkanal einen die Unterdruckapplikation evakuierenden Saugluftstrom hervor, der durch das eine Offenstellung einnehmende Rückschlagventil hindurchtritt. Wird zum Zwecke einer Energieeinsparung die Absaugwirkung bezüglich der Unterdruckapplikation gestoppt, nimmt das Rückschlagventil eine Absperrstellung ein und trennt die Eingangsseite des Saugkanals fluiddicht von der Ausgangsseite ab, sodass der darin befindliche Unterdruck auch ohne fortgesetzte Absaugung zumindest im Wesentlichen aufrechterhalten wird. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn das Rückschlagventil nach Abtrennung der Unterdruckquelle sehr rasch in die Absperrstellung umschaltet.
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Aus der
US 2007/0083677 A1 ist ein Ventil der eingangs genannten Art bekannt, das einen Ventilkörper mit Durchgangslöchern und eine an dem Ventilkörper angeordnete Absperrmembran aufweist, wobei die Absperrmembran über elastisch biegbare Absperrklappen verfügt. Jedes Durchgangsloch im Ventilkörper weist eine von einem Ventilsitz umrahmte Öffnung in einer der Absperrmembran zugewandten Ventiloberfläche auf, wobei jede dieser Öffnungen durch eine Absperrklappe der Absperrmembran fluiddicht abdeckbar ist. Durch Druckbeaufschlagung des Ventils sind die Absperrklappen einerseits in eine von den Ventilsitzen abgehobene Offenstellung bringbar, wobei ein Fluiddurchtritt durch das Ventil hindurch möglich ist. Andererseits kann durch entgegengesetzte Druckbeaufschlagung des Ventils erreicht werden, dass die Absperrklappen in eine Geschlossenstellung bringbar sind, in der die Absperrklappen die Öffnungen fluiddicht abdichten. Dadurch kann erreicht werden, dass ein Fluid in einer ersten Richtung durch das Ventil hindurch gelangen kann, und in entgegengesetzter Richtung durch die an den Ventilsitzen anliegenden Absperrklappen gehemmt wird. Bei einer möglichen Ausführungsform weist der Ventilkörper einen Kranz von außen um die Durchbrechungen herum verteilten Kanälen auf, die ständig offen sind, so dass ein Fluiddurchtritt durch diese Kanäle hindurch unabhängig der Stellung der Absperrklappen möglich ist. Bei einer anderen Ausführungsform sind Kanäle in den Absperrklappen der Absperrmembran ausgebildet, die in der Schließstellung mit den Durchgangslöchern des Ventils fluchten. Auf diese Weise ist ein Fluiddurchtritt sowohl in der Offenstellung als auch in der Schließstellung möglich.
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Aus der
US 4,319,452 A ist ein Sekundärluftversorgungsgerät mit einem Klappenventil bekannt. Das Klappenventil weist einen Ventilkörper und einen mittels Schrauben daran befestigten Klappenkörper auf. Der Klappenkörper umfasst einzelne Klappen, die in den Ventilkörper eingebrachte Kanäle abdecken können. Dabei weisen die einzelnen Kanäle jeweils einen aus elastischem Material bestehenden Ventilsitz auf, an dem die zugeordnete Klappe des Klappenkörpers in einer einen Fluiddurchtritt verhindernden Schließstellung anliegt. In einer Offenstellung sind die Klappen von den Ventilsitzen abgehoben, so dass ein Fluiddurchtritt erfolgen kann.
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Aus der
US 4,565,214 A ist eine Klappenrückschlagventilanordnung bekannt, die ein erstes Ventilgehäuse, ein zweites Ventilgehäuse und ein Klappenelement mit Klappen aufweist.
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Das erste Ventilgehäuse und das zweite Ventilgehäuse sind topfartig ausgestaltet und weisen an ihren Topfböden Durchgangslöcher auf. Die Ventilgehäuse sind bezüglich ihres Topfdurchmessers so ausgebildet, dass das eine Ventilgehäuse axial in das andere Ventilgehäuse eingeschoben werden kann, so dass die Topfböden einander fast berühren und das zuvor zwischen ihnen positionierte Klappenelement in einem Zentrumsbereich festklemmen können. Die Klappen des Klappenelements sind dabei derart ausgestaltet, dass sie die Durchgangslöcher des ersten Ventilgehäuses verschließen können. Die als Rückschlagventil wirkende Vorrichtung kann bei einer Fluidbeaufschlagung entweder einen Fluiddurchtritt in eine Richtung zulassen, wobei die Klappen des Klappenelements von den Durchgangslöchern abgehoben sind, oder in der Gegenrichtung einen Fluiddurchtritt verhindern, wobei die Klappen auf den Durchgangslöchern angepresst sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die ein dynamisches Umschalten eines Rückschlagventils, das insbesondere in Verbindung mit einer Vakuum-Arbeitsvorrichtung verwendet wird, begünstigen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit einem Rückschlagventil der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Absperrmembran in ihrem Befestigungsabschnitt eine Durchbrechung aufweist, die mit einer die Trennwand in dem Zentrumsbereich durchsetzenden Durchtrittsöffnung fluchtet, derart, dass ein die Trennwand und die Absperrmembran durchsetzender, ständig offener Durchgangskanal vorliegt, durch den unabhängig von der momentanen Betriebsstellung der Absperrabschnitte ein Fluid hindurchleitbar ist.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Vakuum-Arbeitsvorrichtung der eingangs genannten Art, deren Rückschlagventil in dem vorgenannten Sinne ausgebildet ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil verfügt die Absperrmembran über eine der Anzahl der die Trennwand durchsetzenden Ventilkanäle entsprechende Anzahl verschwenkbarer Absperrabschnitte, die jeweils nur einem der Ventilkanäle funktionell zugeordnet sind. Jeder Absperrabschnitt kooperiert in der Absperrstellung mit einem ihm allein zugeordneten Ventilsitz, der die Kanalmündung des zu steuernden Ventilkanals umrahmt. Die Ventilsitze sind beabstandet zueinander angeordnet, sodass die Absperrabschnitte mit dem jeweils zugeordneten Ventilsitz ohne gegenseitige Beeinflussung zusammenwirken können. Somit können sich die Absperrabschnitte hinsichtlich ihres Umschaltverhaltens und ihrer Schaltstellungen nicht gegenseitig beeinflussen. Die individuelle Zuordnung der Absperrabschnitte zu jeweils einem einzigen Ventilkanal macht es überdies möglich, die Absperrabschnitte mit relativ kleinen Abmessungen zu realisieren, was das Umschaltverhalten begünstigt und insbesondere einen sehr dynamischen Schließvorgang ermöglicht. Wird das Rückschlagventil in einer Vakuum-Arbeitsvorrichtung eingesetzt, können folglich die Absperrabschnitte beim Abtrennen einer Unterdruckquelle sehr schnell aus der Offenstellung in die Absperrstellung verschwenken, um ohne nennenswerten Druckverlust einen Unterdruck in einem ausgangsseitigen Kanalabschnitt eines Saugkanals einzusperren. Die Absperrmembran weist in ihrem Befestigungsabschnitt eine Durchbrechung auf, die mit einer die Trennwand in dem Zentrumsbereich durchsetzenden Durchtrittsöffnung fluchtet. Gemeinsam definieren diese Durchbrechung und Durchtrittsöffnung einen die aus der Absperrmembran und der Trennwand bestehende Baugruppe durchsetzenden Durchgangskanal, der unabhängig von der momentanen Betriebsstellung der Absperrabschnitte offen ist. Im Zusammenhang mit einer Vakuumanwendung kann dieser Durchgangskanal in vorteilhafter Weise genutzt werden, um der Ausgangsseite eines Saugkanals, die zuvor evakuiert wurde, einen Überdruckimpuls zuzuführen, insbesondere mit dem Ziel, einen zuvor auf der Grundlage des Unterdruckes ergriffenen Gegenstand abzustoßen. Das entsprechend ausgestaltete Rückschlagventil bietet also die Möglichkeit, sowohl die Saugströmung als auch eine Überdruck-Luftströmung durch die Trennwand hindurchzuleiten. Man erspart sich auf diese Weise spezielle Kanalführungen abseits der Trennwand.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Bevorzugt sind die Absperrabschnitte nach Art von Armen ausgebildet, die frei endend von dem Befestigungsabschnitt der Absperrmembran wegragen. Eine gegenseitige Verbindung zwischen den Absperrabschnitten liegt nur über den Befestigungsabschnitt vor, wohingegen die Absperrabschnitte abgesehen von dem Übergangsbereich zum Befestigungsabschnitt einen freien Umfangsrand aufweisen und keinerlei gegenseitige Verbindung haben. Dies begünstigt die individuelle Verschwenkbarkeit der einzelnen Absperrabschnitte der Absperrmembran.
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Vorzugsweise sind die von jeweils einem Ventilsitz umrahmten Kanalmündungen der Ventilkanäle auf einer gemeinsamen Kreislinie liegend an der ersten Wandfläche der Trennwand angeordnet. Dies ermöglicht besonders einfach eine gleichlange Ausgestaltung der Absperrabschnitte, die somit untereinander über ein identisches Verformungs-/Bewegungsverhalten verfügen. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Ventilkanäle im Vergleich zueinander einen gleichgroßen Kanalquerschnitt haben. Dies begünstigt ebenfalls ein möglichst synchrones Umschaltverhalten der Absperrabschnitte der Absperrmembran.
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Soweit in Bezug auf die Absperrabschnitte von einem Umschalten die Rede ist, ist damit das Verschwenken der Absperrabschnitte zwischen der Absperrstellung und mindestens einer Offenstellung gemeint.
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Vorzugsweise sind die den Kanalmündungen zugeordneten Ventilsitze gleichmäßig um den oben erwähnten Zentrumsbereich herum verteilt angeordnet, was entsprechend auch für die Absperrabschnitte zutrifft.
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Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung des Rückschlagventils erwiesen, bei dem um einen Zentrumsbereich herum vier jeweils von einem Ventilsitz umrahmte Kanalmündungen platziert sind, die jeweils mit einem von vier Absperrabschnitten der Absperrmembran kooperieren. Die Absperrmembran ist bevorzugt kleeblattartig gestaltet. Es ist möglich, die Trennwand mit einer anderen Anzahl von Ventilkanälen beziehungsweise Kanalmündungen auszustatten, wobei allerdings auch hier die Anzahl der Absperrabschnitte der Absperrmembran der Anzahl der Kanalmündungen entspricht.
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Bei der Absperrmembran handelt es sich zweckmäßigerweise um ein einstückiges Bauteil. Bevorzugt besteht die Absperrmembran aus einem Material mit gummielastischen Eigenschaften, insbesondere aus einem Elastomermaterial.
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Bevorzugt ist die Absperrmembran derart bezüglich der Trennwand fixiert, dass ihr zur Fixierung genutzter Befestigungsabschnitt eine begrenzte Beweglichkeit relativ zur Trennwand aufweist, und zwar in der Richtung hin zur Trennwand und weg von der Trennwand. Dadurch wird ein Einklemmen des Befestigungsabschnittes verhindert, was die Schwenkbeweglichkeit der Absperrabschnitte begünstigt.
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Bevorzugt ist die Absperrmembran mit ihrem Befestigungsabschnitt axial auf die Trennwand aufgesteckt, wobei die für die Steckverbindung verantwortlichen Maßnahmen vorzugsweise auch dafür sorgen, dass die aufgesteckte Absperrmembran drehfest an der Trennwand fixiert ist, also eine diesbezüglich unveränderliche drehwinkelmäßige Ausrichtung einnimmt. Dadurch wird auf einfache Weise eine unveränderliche Zuordnung der einzelnen Absperrabschnitte zu jeweils einer der Kanalmündungen getroffen.
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Bevorzugt verfügt die Trennwand in dem von den Kanalmündungen umgebenen Zentrumsbereich über mindestens einen axialen Steckfortsatz, auf den die Absperrmembran mit ihrem Befestigungsabschnitt aufgesteckt ist. Vorzugsweise ist die Trennwand mit mehreren solcher axialer Steckfortsätze ausgestattet, die alle in den Befestigungsabschnitt eingreifen und selbigen dadurch in seiner Relativlage bezüglich der Trennwand fixieren.
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Bevorzugt hat der axiale Steckfortsatz eine größere Länge als die Dicke des Befestigungsabschnittes, sodass er durch den Befestigungsabschnitt hindurchgreift und an der der Trennwand entgegengesetzten Seite aus dem Befestigungsabschnitt herausragt. Dort kann dann ein Anschlagmittel platziert werden, das dafür sorgt, dass die Absperrmembran ihre Position auf dem mindestens einen axialen Steckfortsatz beibehält. Gleichzeitig sorgt aber der mindestens eine axiale Steckfortsatz für einen derartigen Abstand zwischen der Trennwand und dem Anschlagmittel, dass der Befestigungsabschnitt der Absperrmembran nicht dazwischen festgeklemmt wird und insbesondere eine gewisse axiale Beweglichkeit hat, was das Verformungsverhalten der Absperrmembran im Zusammenhang mit dem Verschwenken der Absperrabschnitte vorteilhaft beeinflusst.
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Die Ventilsitze sind insbesondere so ausgebildet, dass sie jeweils eine ringförmige Dichtkante bilden, an der der zugeordnete Absperrabschnitt bei Einnahme der Absperrstellung unter Abdichtung anliegt.
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Eine besonders hohe Abdichtqualität wird erzielt, wenn die Ventilsitze eine kreisrunde Gestalt haben. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn es darum geht, in der Absperrstellung der Absperrabschnitte ein Vakuum einzusperren.
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Die Trennwand ist vorzugsweise plattenförmig oder scheibenförmig ausgebildet und hat insbesondere einen kreisrunden Umriss. Als besonders zweckmäßig wird es angesehen, wenn die Trennwand von einem plattenförmigen oder scheibenförmigen Trennwandkörper gebildet ist, der als separate Komponente in ein Gehäuse des Rückschlagventils einsetzbar oder eingesetzt ist. Am Außenumfang des Trennwandkörpers kann sich eine Dichtung befinden, die im montierten Zustand eine statische Abdichtung zur Wandung des Gehäuses bewirkt. Vorzugsweise kann der Trennwandkörper zur Montage in einen Längenabschnitt der Aufnahmekammer einfach eingeschoben werden, bis er an einer Anschlagfläche des Gehäuses anliegt, die die gewünschte Axialposition in der Aufnahmekammer vorgibt.
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Eine mit dem erfindungsgemäßen Rückschlagventil ausgestattete erfindungsgemäße Vakuum-Arbeitsvorrichtung enthält als Unterdruckquelle zweckmäßigerweise eine Ejektoreinrichtung, die einen unter Zwischenschaltung eines Vakuum-Steuerventils mit einer Druckluft-Einspeiseöffnung verbundenen Einlass, ferner einen mit der Atmosphäre kommunizierenden Auslass und schließlich eine mit der Eingangsseite des Saugkanals verbundene Ansaugöffnung aufweist. Die Ejektoreinrichtung enthält eine nach dem Ejektorprinzip arbeitende Saugdüse, die, wenn sie von Druckluft durchströmt wird, an der Ansaugöffnung einen Unterdruck hervorruft, der durch das in diesem Zusammenhang öffnende Rückschlagventil hindurch im ausgangsseitigen Kanalabschnitt des Saugkanals eine Absaugwirkung hervorruft, um beispielsweise einen Sauggreifer zu evakuieren.
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Bevorzugt enthält die Vakuum-Arbeitsvorrichtung einen Vakuum-Aufhebungskanal, in den ein Vakuum-Aufhebungsventil eingeschaltet ist, das es ermöglicht, der Ausgangsseite des Saugkanals unter Überdruck stehende Druckluft zuzuführen, um einen dort zuvor aufgebauten Unterdruck abzubauen. Das Rückschlagventil ist dabei, wie weiter oben schon erwähnt, insbesondere so ausgebildet, dass ein die Absperrmembran und die Trennwand durchsetzender Durchgangskanal einen Längenabschnitt des Vakuum-Aufhebungskanals bildet.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine bevorzugte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vakuum-Arbeitsvorrichtung im Längsschnitt, die mit einem erfindungsgemäßen Rückschlagventil bevorzugten Aufbaus ausgestattet ist, wobei Teile des schaltungstechnischen Aufbaus nur schematisch illustriert sind,
- 2 in einer vergrößerten Explosionsdarstellung den sich auf das Rückschlagventil beziehenden Bestandteil der in 1 abgebildeten Vakuum-Arbeitsvorrichtung,
- 3 eine axiale Ansicht der in 2 illustrierten, aus einer Trennwand und einer Absperrmembran bestehenden Baugruppe mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus 2, wobei die Absperrmembran der besseren Übersichtlichkeit wegen nur gestrichelt angedeutet ist,
- 4 eine axiale Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung der Absperrmembran mit Blickrichtung gemäß Pfeil III aus 2, und
- 5 eine geschnittene Explosionsdarstellung von Komponenten des Rückschlagventils ohne das umgebende Gehäuse.
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Die Zeichnung zeigt eine in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Vakuum-Arbeitsvorrichtung 1, die mit einem Rückschlagventil 2 ausgestattet ist, von dem Bestandteile auch nochmals vergrößert in den 2 bis 5 abgebildet sind.
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Das Rückschlagventil 2 lässt sich abgesehen von dem geschilderten Anwendungsfall auch noch in beliebigen anderen Zusammenhängen nutzen, wenn es darum geht, einer Fluidströmung den Fluiddurchtritt in einer ersten Richtung zu gestatten und in einer entgegengesetzten Richtung zu verhindern. In Verbindung mit einer Vakuum-Arbeitsvorrichtung 1 erweist sich die Funktionalität des Rückschlagventils 2 jedoch als besonders vorteilhaft.
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Die Vakuum-Arbeitsvorrichtung 1 verfügt über ein ein- oder mehrteiliges Vorrichtungsgehäuse 3, wobei ein Bestandteil dessen zugleich ein Ventilgehäuse 4 des Rückschlagventils 2 bildet. Alternativ kann das Ventilgehäuse 4 aber auch gesondert von dem Vorrichtungsgehäuse 3 der Vakuum-Arbeitsvorrichtung 1 ausgebildet sein.
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Die Vakuum-Arbeitsvorrichtung 1 verfügt über einen Saugkanal 5, in dessen Verlauf das Rückschlagventil 2 eingeschaltet ist, sodass er von dem Rückschlagventil 2 in eine Eingangsseite 5a und eine Ausgangsseite 5b unterteilt wird. Die Eingangsseite 5a des Saugkanals 5 ist an eine nur schematisch angedeutete Unterdruckquelle 6 angeschlossen, die in der Lage ist, einen Unterdruck beziehungsweise ein Vakuum zu liefern beziehungsweise zu erzeugen. Beim Ausführungsbeispiel besteht die Unterdruckquelle 6 aus einer sogenannten Ejektoreinrichtung 7, die nach dem Prinzip einer Strahlpumpe arbeitet und mit Druckluft betrieben wird. Alternativ kann die Unterdruckquelle 6 auch ein anderer Typ von Vakuumerzeuger sein, beispielsweise eine Vakuumpumpe.
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Die Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 ist mit einer nur strichpunktiert angedeuteten Unterdruckapplikation 8 verbunden oder verbindbar, die in der Zeichnung nur strichpunktiert angedeutet ist. Es handelt sich hier um eine Vorrichtung beliebiger Art, die mittels Unterdruck betrieben wird. Exemplarisch handelt es sich bei der Unterdruckapplikation 8 um einen Sauggreifer 8a, der in der Lage ist, einen beliebigen Gegenstand auf der Basis von Unterdruck festzuhalten. Ein bevorzugter Einsatzzweck dafür ist derjenige einer Handhabungsvorrichtung, um Gegenstände umzupositionieren, beispielsweise in der Fertigungstechnik oder in der Verpackungsindustrie.
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Exemplarisch mündet die Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 mit einer Anschlussöffnung 12 an einer Außenfläche des Vorrichtungsgehäuses 3 beziehungsweise des Ventilgehäuses 4 aus, wobei dieser Anschlussöffnung 12 Befestigungsmittel zugeordnet sind, die es ermöglichen, die Unterdruckapplikation 8 oder eine zu dieser Unterdruckapplikation 8 gehörende Fluidleitung zu befestigen. Auf diese Weise liegt eine Fluidverbindung zwischen der Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 und einem in der Unterdruckapplikation 8 ausgebildeten Absaugraum 13 vor. Bei einer Ausgestaltung als Sauggreifer 8a ist der Absaugraum 13 an einer Seite offen und kann von dem festzuhaltenden Gegenstand abgedeckt werden, sodass er ringsum geschlossen und folglich evakuierbar ist. Ein mittels der Unterdruckquelle 6 durch den Saugkanal 5 hindurch in dem Absaugraum 13 hervorgerufener Unterdruck sorgt dafür, dass der erwähnte Gegenstand von dem Sauggreifer 8a festgehalten wird. Soll der festgehaltene Gegenstand wieder abgelegt werden, lässt sich der in dem Absaugraum 13 herrschende Unterdruck aufheben, was vorzugsweise durch die kurzzeitige Beaufschlagung mit einem Überdruck stattfindet.
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Das in den Saugkanal 5 eingeschaltete Rückschlagventil 2 lässt eine Luftströmung von der Ausgangsseite 5b zur Eingangsseite 5a zu und verhindert eine Luftströmung in der Gegenrichtung. Dadurch kann ein Unterdruck in der Ausgangsseite 5b auch dann aufrechterhalten werden, wenn die Unterdruckquelle 6 von der Eingangsseite 5a des Saugkanals 5 abgetrennt oder deaktiviert wird. Dies ermöglicht einen energieeffizienten Betrieb der Vakuum-Arbeitsvorrichtung 1.
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Die Ejektoreinrichtung 7 enthält mindestens eine Saugdüse 14 mit einem Einlass 15 und einem Auslass 16. Während der Auslass 16 mit der Atmosphäre „R“ verbunden ist, wobei die Verbindung ständig offen ist, steht der Einlass 15 unter Zwischenschaltung eines Vakuum-Steuerventils 17 mit einer Druckluft-Einspeiseöffnung 18 in Verbindung, die bevorzugt an dem Ventilgehäuse 4 ausgebildet ist und die mit einer externen Druckluftquelle P in Verbindung steht.
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Die Saugdüse 14 hat ferner eine Ansaugöffnung 22, an die die Eingangsseite 5a des Saugkanals 5 angeschlossen ist.
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Das Vakuum-Steuerventil 17, bei dem es sich vorzugsweise um ein elektrisch betätigbares Ventil handelt, kann wahlweise in eine Schließstellung oder in eine Offenstellung geschaltet werden. In der Schließstellung ist die Verbindung zwischen der Saugdüse 14 und der Druckluftquelle P unterbrochen und die Ejektoreinrichtung 17 folglich wirkungslos. In der Offenstellung des Vakuum-Steuerventils 17 wird die Saugdüse 14 mit Druckluft versorgt und vom Einlass 15 zum Auslass 16 von Druckluft durchströmt, woraus an der Ansaugöffnung 22 eine Absaugwirkung resultiert, die in dem Saugkanal 5 eine durch einen Pfeil illustrierte Saugluftströmung 23 hervorruft, die durch das Rückschlagventil 2 hindurchtritt. Die Strömungsrichtung der Saugluftströmung 23 verläuft von der Ausgangsseite 5b zur Eingangsseite 5a des Saugkanals 5.
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Als Folge der vorgenannten Saugluftströmung 23 wird der Saugkanal 5 und insbesondere auch dessen Ausgangsseite 5b sowie die angeschlossene Unterdruckapplikation 8 beziehungsweise der Absaugraum 13 evakuiert.
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Wird das Vakuum-Steuerventil 17 in die Schließstellung umgeschaltet, stellt die Ejektoreinrichtung 7 die Absaugwirkung ein. Als Folge davon schaltet das Rückschlagventil aus der bis dahin eingenommenen Offenstellung in eine Absperrstellung um, die einen Luftübertritt von der Eingangsseite 5a zur Ausgangsseite 5b verhindert und dadurch das in der Ausgangsseite 5b aufgebaute Vakuum einschließt.
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Bevorzugt ist die Vakuum-Arbeitsvorrichtung 1 mit einem Vakuum-Aufhebungskanal 24 ausgestattet, der unter Umgehung des Rückschlagventils 2 zwischen der Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 und der Druckluft-Einspeiseöffnung 18 verläuft und in den ein Vakuum-Aufhebungsventil 25 eingeschaltet ist. Das Vakuum-Aufhebungsventil 25 kann wahlweise in einer Schließstellung oder in einer Offenstellung positioniert werden. In der Schließstellung ist der Vakuum-Aufhebungskanal 24 unterbrochen, um das in der Ausgangsseite 5b aufgebaute Vakuum nicht zu beeinflussen. In der Offenstellung des Vakuum-Aufhebungsventils 25 kann Druckluft aus der Druckluftquelle P durch den Vakuum-Aufhebungskanal 24 hindurch zu der Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 strömen, um das dort aufgebaute Vakuum abzubauen und zu bewirken, dass ein gegebenenfalls von dem Sauggreifer 8a festgehaltener Gegenstand abgelegt oder abgeworfen wird.
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Auch bei dem Vakuum-Aufhebungsventil 25 handelt es sich zweckmäßigerweise um ein elektrisch betätigbares Ventil.
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Bevorzugt ist die Vakuum-Arbeitsvorrichtung 1 mit einer elektronischen Steuereinrichtung 26 ausgestattet, mit der das Vakuum-Steuerventil 17 und auch das bevorzugt vorhandene Vakuum-Aufhebungsventil 25 elektrisch verbunden sind, um ihren Betätigungszustand vorgebende elektrische Betätigungssignale zu erhalten.
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Bei deaktivierter Unterdruckquelle 6 lässt es sich aufgrund von Leckage nicht vermeiden, dass der zuvor in der Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 aufgebaute Unterdruck allmählich abgebaut wird. Damit die Unterdruckapplikation 8 hiervon in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt wird, ist es daher zweckmäßig, die Unterdruckquelle 6 von Zeit zu Zeit über einen gewissen Zeitraum hinweg erneut zu aktivieren. Dies geschieht vorzugsweise automatisch auf der Grundlage des in der Ausgangsseite 5b herrschenden Druckes, der mittels einer Drucksensoreinrichtung 27 erfasst und an die elektronische Steuereinrichtung 26 übermittelt wird. Auf diese Weise kann das Vakuum-Steuerventil 17 in Abhängigkeit von dem ausgangsseitig im Saugkanal 5 herrschenden Druck betätigt werden, und zwar insbesondere dahingehend, dass es in die Offenstellung schaltet, wenn der ausgangsseitige Druck eine obere Druckschwelle erreicht, und das in die Schließstellung schaltet, wenn der ausgangsseitige Druck auf eine untere Schwelle abgesunken ist.
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In den Verlauf des Vakuum-Aufhebungskanals 24 ist zweckmäßigerweise eine Drosseleinrichtung 28 eingeschaltet, die dazu geeignet ist, die Intensität des der Ausgangsseite 5b zuzuführenden Druckluftimpulses zu regulieren.
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Im Folgenden soll nun ein bevorzugter Aufbau des Rückschlagventils 2 näher beschrieben werden.
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Zu dem Rückschlagventil 2 gehört bevorzugt das bereits erwähnte Ventilgehäuse, in dem eine Aufnahmekammer 32 ausgebildet ist, die durch eine Trennwand 33 in einen eingangsseitigen Kammerabschnitt 32a und einen ausgangsseitigen Kammerabschnitt 32b unterteilt ist. Die Aufnahmekammer 32 liegt im Verlauf des Saugkanals 5, wobei der eingangsseitige Kammerabschnitt 32a mit der Eingangsseite 5a und der ausgangsseitige Kammerabschnitt 32b mit der Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 verbunden ist.
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Die Trennwand 33 ist zweckmäßigerweise von einem bezüglich des Ventilgehäuses 4 separaten Trennwandkörper 34 gebildet, der unter Abdichtung in die Aufnahmekammer 32 eingesetzt ist.
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Beim Ausführungsbeispiel hat das Ventilgehäuse 4 zwei in Achsrichtung einer Hauptachse 31 bevorzugt lösbar aneinander angesetzte erste und zweite Ventilgehäusekörper 4a, 4b, die beispielsweise mittels Befestigungsschrauben 35 aneinander befestigt sind. Diese beiden Ventilgehäusekörper 4a, 4b begrenzen gemeinsam die Aufnahmekammer 32, die einen im ersten Ventilgehäusekörper 4a ausgebildeten ersten Längenabschnitt 36 und einen im zweiten Ventilgehäusekörper 4b ausgebildeten zweiten Längenabschnitt 37 aufweist. Bei abgenommenem zweitem Ventilgehäusekörper 4b ist eine Montageöffnung 38 des ersten Längenabschnittes 36 der Aufnahmekammer 32 zugänglich, durch die hindurch beim Ausführungsbeispiel der Trennwandkörper 34 in den ersten Längenabschnitt 36 axial eingesetzt und insbesondere eingesteckt ist. Die Einstecktiefe ist durch eine Anschlagschulter 42 am Innenumfang des ersten Längenabschnittes 36 vorgegeben, an der der Trennwandkörper 34 mit einer axial orientierten Anlagefläche 43 anliegt. Der an den ersten Ventilgehäusekörper 4a angesetzte zweite Ventilgehäusekörper 4b drückt gegen eine der ersten Anlagefläche 43 axial entgegengesetzte zweite Anlagefläche 44 des Trennwandkörpers 34, sodass selbiger in der Aufnahmekammer 32 axial unbeweglich fixiert ist.
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Bei dieser Anordnung befindet sich der eingangsseitige Kammerabschnitt 32a im ersten Ventilgehäusekörper 4a und der ausgangsseitige Kammerabschnitt 32b im zweiten Ventilgehäusekörper 4b.
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Ein axial zwischen dem Trennwandkörper 34 und dem zweiten Ventilgehäusekörper 4b angeordneter ersten Dichtungsring 45 dichtet den ausgangsseitigen Kammerabschnitt 32b beziehungsweise die Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 zur Umgebung hin ab. Dieser erste Dichtungsring 45 wird in der Achsrichtung der Hauptachse 31 zwischen dem Trennwandkörper 34 und dem zweiten Ventilgehäusekörper 4b verpresst.
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Auf dem bezüglich der Hauptachse 31 radial orientierten Außenumfang 47 des Trennwandkörpers 34 sitzt konzentrisch zweckmäßigerweise ein zweiter Dichtungsring 46, der radial zwischen dem Trennwandkörper 34 und dem Ventilgehäuse 4 abdichtet und im Bereich des Außenumfanges 47 einen Fluidübertritt zwischen den beiden Kammerabschnitten 32a, 32b verhindert.
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Bevorzugt ist der Trennwandkörper 34 an seinem Außenumfang 47 mit einer Ringnut 48 versehen, in der der zweite Dichtungsring 46 gehalten ist.
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Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Trennwand 33 ein einstückiger Bestandteil des Ventilgehäuses 4. Die diesbezüglich separate Ausgestaltung entsprechend des Ausführungsbeispiels wird allerdings bevorzugt, weil sie besonders einfach herstellbar und montierbar ist.
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Die bevorzugt plattenförmig oder scheibenförmig ausgebildete Trennwand 33 hat zweckmäßigerweise einen kreisrunden Umriss, wie dies beim Ausführungsbeispiel der Fall ist. Ihr Außenumfang 47 ist also kreisrund konturiert. Indem die Aufnahmekammer 32 zumindest in dem Aufnahmeabschnitt 52, in dem der Trennwandkörper 34 platziert ist, ebenfalls kreisförmig konturiert ist, lässt sich der Trennwandkörper 34 mit beliebiger drehwinkelmäßiger Ausrichtung in der Aufnahmekammer 32 installieren. Für die Funktion des Rückschlagventils 2 ist die drehwinkelmäßige Orientierung der Trennwandkörper 34 bezüglich der Aufnahmekammer 32 irrelevant.
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Die Trennwand 33 hat einen Zentrumsbereich 53, der von einer imaginären Längsachse 54 der Trennwand 33 durchsetzt ist. Die Längsachse 54 fällt bevorzugt mit der oben erläuterten, ebenfalls imaginären Hauptachse 31 zusammen. In dem Zentrumsbereich 53 ist die Trennwand 33 zweckmäßigerweise von einer Durchtrittsöffnung 55 axial durchsetzt, auf deren Funktion noch eingegangen wird. Besonders wichtig für die Funktion des Rückschlagventils 2 ist der Umstand, dass die Trennwand 33 von mehreren um den Zentrumsbereich 53 herum verteilt angeordneten Ventilkanälen 56 axial durchsetzt ist, denen zur Steuerung des der Druckluft zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnittes ein Absperrglied des Rückschlagventils 2 zugeordnet ist, das von einer Absperrmembran 57 gebildet ist.
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Die Trennwand 33 hat eine der Eingangsseite 5a des Saugkanals 5 zugewandte axiale erste Wandfläche 58 und eine hierzu entgegengesetzte, der Ausgangsseite 5b beziehungsweise dem ausgangsseitigen Kammerabschnitt 32b zugewandte axiale zweite Wandfläche 59. Jeder Ventilkanal 56 mündet einerseits an der ersten Wandfläche 58 und andererseits an der zweiten Wandfläche 59 aus, sodass die mehreren Ventilkanäle 56 fluidisch parallelgeschaltet sind. Es können alle Ventilkanäle 56 gleichzeitig parallel von Luft durchströmt werden.
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Jeder Ventilkanal 56 mündet an der ersten Wandfläche 58 mit einer ersten Kanalmündung 62 aus. Diese ersten Kanalmündungen 62 sind in der Ebene der ersten Wandfläche 58 mit Abstand zueinander angeordnet.
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Jede der ersten Kanalmündungen 62 ist von einem ihr individuell zugeordneten Ventilsitz 63 umrahmt, der axial orientiert ist und axial von der Trennwand 33 wegweist. Jeder dieser Ventilsitze 63 ist ringförmig in sich geschlossen und hat vorzugsweise einen kreisrunden Verlauf. Bevorzugt ist jeder Ventilsitz 63 kragenförmig erhaben an der ersten Wandfläche 58 ausgebildet und verfügt stirnseitig über eine sehr schmale und bevorzugt linienförmig dünne Dichtkante.
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Sämtliche Ventilsitze 63 sind in einer zur Längsachse 54 rechtwinkeligen Ebene beabstandet zueinander angeordnet und jeweils einer der ersten Kanalmündungen 62 ausschließlich zugeordnet. Die Anzahl der ringförmig in sich geschlossenen Ventilsitze 63 entspricht also der Anzahl der ersten Kanalmündungen 62.
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Sämtliche Ventilsitze 63 sind in ihrer Gesamtheit mit radialem Abstand zu der Längsachse 54 der Trennwand 33 angeordnet. Dies gilt entsprechend für die bevorzugt geradlinig durch die Trennwand 33 hindurchtretenden Ventilkanäle 56.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Ventilsitze 63 an der ersten Wandfläche 58 auf einer gemeinsamen, in der Zeichnung strichpunktiert angedeuteten Kreislinie 64 liegen, deren Zentrum zweckmäßigerweise auf der das Zentrum der Trennwand 33 durchsetzenden Längsachse 54 der Trennwand 33 liegt. Die Kreislinie 64 durchläuft zweckmäßigerweise den Mittelpunkt jedes Ventilsitzes 63 beziehungsweise jeder ersten Kanalmündung 62.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Ventilsitze 63 und bevorzugt auch die ihnen zugeordneten ersten Kanalmündungen 62 in gleichmäßiger Verteilung rings um den Zentrumsbereich 53 der Trennwand 33 herum angeordnet sind. Beim Ausführungsbeispiel ist dies der Fall. Ebenso trifft auf das Ausführungsbeispiel zu, dass die Ventilkanäle 56 untereinander einen bevorzugt gleichgroßen Kanalquerschnitt haben. Bevorzugt ist die Trennwand 33 von vier Ventilkanälen 56 durchsetzt. Die Mittelpunkte der diesen Ventilkanälen 56 zugeordneten Ventilsitze 63 liegen zweckmäßigerweise in den Eckpunkten eines Quadrates, dessen Zentrum auf der Längsachse 54 liegt. Es hat sich gezeigt, dass eine solche Anordnung eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung und Funktionsweise der im Folgenden zu erläuternden Absperrmembran 57 gewährleistet. Gleichwohl besteht die Möglichkeit, eine andere Anzahl von Ventilkanälen 56 zu wählen und beispielsweise nur drei Ventilkanäle 56 vorzusehen.
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Die oben erwähnte Absperrmembran 57 ist der Trennwand 33 auf der Seite der ersten Wandfläche 58 vorgeordnet. Es handelt sich bei ihr vorzugsweise um einen Körper aus einem gummielastischen Material, vorzugsweise aus einem Elastomermaterial. Auf diese Weise ist die Absperrmembran 57 insgesamt flexibel und elastisch biegbar. Zweckmäßigerweise hat die Absperrmembran 57 einen einstückigen Aufbau.
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In einem zentralen Bereich verfügt die Absperrmembran 57 über einen Befestigungsabschnitt 65. Mit diesem Befestigungsabschnitt 65 ist die Absperrmembran 57 mit Bezug zur Trennwand 33 fixiert. Aus noch zu erläuternden Gründen ist die Absperrmembran 57 in dem Befestigungsabschnitt 65 von einer Durchbrechung 66 durchsetzt, die mit der Durchtrittsöffnung 55 der Trennwand 33 fluchtet. Für die Rückschlagfunktion ist dies jedoch irrelevant.
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Die Absperrmembran 57 erstreckt sich in ihrem nicht von externen Kräften beaufschlagten Neutralzustand zweckmäßigerweise in einer im Folgenden als Membranebene 67 bezeichneten Ebene, die rechtwinkelig zu einer Längsachse 68 der Absperrmembran 57 verläuft. Diese Längsachse 68 fällt mit der Längsachse 54 der Trennwand 33 zusammen.
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Von dem zentralen Befestigungsabschnitt 65 der Absperrmembran 57 ragen mehrere Absperrabschnitte 72 der Absperrmembran 57 weg, und zwar bevorzugt in einer bezüglich der Längsachse 68 radialen Richtung. Aufgrund ihrer bevorzugt armartigen Gestaltung könnte man die Absperrabschnitte 72 auch als Absperrarme bezeichnen. Die Anzahl der Absperrabschnitte 72 entspricht der Anzahl der Ventilsitze 63, wobei jedem Ventilsitz 63 einer der Absperrabschnitte 72 individuell zugeordnet ist.
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Die Absperrmembran 57 ist derart vor der ersten Wandfläche 58 der Trennwand 33 angeordnet, dass jeder Absperrabschnitt 72 ausgehend vom Befestigungsabschnitt 65 radial nach außen in einen Bereich ragt, der axial vor einem der Ventilsitze 63 liegt. Jeder Absperrabschnitt 72 kann eine Absperrstellung einnehmen, in der er vollflächig an dem ihm zugeordneten Ventilsitz 63 anliegt und die diesem Ventilsitz 63 zugeordnete erste Kanalmündung 62 vollständig abdeckt. Wird der Absperrabschnitt 72 durch an ihm angreifende Differenzdruckkräfte an den zugeordneten Ventilsitz 63 angedrückt, liegt ein Dichtkontakt vor, der einen Fluiddurchtritt durch den zugeordneten Ventilkanal 56 hindurch verhindert.
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Jeder Absperrabschnitt 72 steuert nur jeweils einen der mehreren Ventilkanäle 56. Dementsprechend entspricht die Anzahl der Absperrabschnitte 72 wie erwähnt der Anzahl der ersten Kanalmündungen 62.
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Bevorzugt entspricht die Ausgestaltung der Absperrmembran 57 derjenigen eines Kleeblattes. Dabei entsprechen die Absperrabschnitte 72 den Einzelblättern des Kleeblattes.
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Jeder Absperrabschnitt 72 ist unabhängig von den anderen Absperrabschnitten 72 relativ zum Befestigungsabschnitt 65 und auch relativ zu der Trennwand 33 verschwenkbar. Die mögliche Schwenkbewegung 73 ist durch Pfeile angedeutet und kann, weil sie die Schaltstellung des Rückschlagventils 2 verändert, auch als Umschaltbewegung bezeichnet werden. Da die Absperrabschnitte 72 außer über den sie gemeinsam festhaltenden Befestigungsabschnitt 65 keine Verbindung zueinander haben, können sie die Schwenkbewegung 73 ohne gegenseitige Beeinflussung unabhängig voneinander ausführen.
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Der Bereich, um den die Absperrabschnitte 72 bei ihrer Schwenkbewegung 73 verschwenkt werden - im Folgenden als Schwenkbereich 74 bezeichnet -, ist vom Übergangsbereich 75 zwischen dem Befestigungsabschnitt 65 und einem jeweiligen Absperrabschnitt 72 gebildet. Dieser Übergangsbereich 75 weist zweckmäßigerweise eine Gestaltung auf, die eine besonders gute Biegeflexibilität zur Ausführung der Schwenkbewegung 73 gewährleistet. Beim Ausführungsbeispiel zeichnet sich der Übergangsbereich 75 jeweils durch zwei schmale Verbindungsstege 76 aus, die die einzige Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt 65 und einem jeweiligen Absperrabschnitt 72 darstellen. Die beiden Verbindungsstege 76 sind beabstandet zueinander angeordnet und sorgen dafür, dass in dem Übergangsbereich 75 der Materialquerschnitt der Absperrmembran 57 geringer ist als in den sich anschließenden Bereichen, sodass sich hier die Absperrmembran 57 bevorzugt biegt, wenn auf den zugeordneten Absperrabschnitt 72 eine Fluidkraft einwirkt.
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Wenn es sich bei der Absperrmembran 57 um einen einstückigen Körper handelt, sind die Verbindungsstege 76 zweckmäßigerweise jeweils dadurch realisiert, dass in dem Übergangsbereich 75 eine bevorzugt längliche Materialdurchbrechung 77 ausgebildet ist, die beispielsweise eingestanzt oder unmittelbar beim Spritzgießen der Absperrmembran 57 eingeformt worden sein kann.
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Bei der Schwenkbewegung 73 bewegen sich die Absperrabschnitte 72 je nach Schwenkrichtung entweder von der ersten Wandfläche 58 weg oder in Richtung auf die erste Wandfläche 58 zu. Dabei verschwenkt jeder Absperrabschnitt 72 in einer Ebene, die von der Längsachse 68 und einer hierzu radialen Achse aufgespannt ist, wobei Letztere mit der Längsachse 78 des betreffenden Absperrabschnittes 72 zusammenfällt. Bevorzugt verhält sich jeder Absperrabschnitt 72 bei der Schwenkbewegung 73 wie eine Klappe, die entweder an die Trennwand 33 herangeklappt oder von der Trennwand 33 um einen mehr oder weniger großen Schwenkwinkel weggeklappt ist. Über die Materialdicke und/oder Materialstruktur des Absperrabschnittes 72 kann Einfluss darauf genommen werden, ob sich der Absperrabschnitt 72 wie ein in sich starrer Klappenkörper verschwenkt oder ob der Absperrabschnitt 72 beim Verschwenken auch in sich eine Durchbiegung erfährt, wie dies in der Zeichnung in den 1 und 2 beispielhaft strichpunktiert illustriert ist.
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Im Rahmen der Schwenkbewegung 73 kann jeder Absperrabschnitt 72 zwischen einer an die Trennwand 33 herangeschwenkten und ringsum am zugeordneten Ventilsitz 63 anliegenden Absperrstellung und mindestens einer von der Trennwand 33 und mithin vom zugeordneten Ventilsitz 63 weggeschwenkten Offenstellung verschwenkt werden. Die momentan von den Absperrabschnitten 72 eingenommene Stellung hängt von der zwischen der Eingangsseite 5a und der Ausgangsseite 5b anstehenden Druckdifferenz ab.
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Wird im Betrieb der Vakuum-Arbeitsvorrichtung 1 die Eingangsseite 5a des Saugkanals 5 mit einem von der Unterdruckquelle 6 hervorgerufenen Unterdruck beaufschlagt, ist der in der Eingangsseite 5a herrschende Luftdruck geringer als der Luftdruck in der Ausgangsseite 5b, sodass eine daraus resultierende Differenzdruckkraft jeden Absperrabschnitt 72 in eine Offenstellung verschwenkt, sodass Luft aus der Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 durch die freigegebenen Ventilkanäle 56 hindurch zu der Eingangsseite 5a überströmen kann, was eine Evakuierung der Unterdruckapplikation 8 und beispielsweise deren Absaugraum 13 hervorruft.
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Wird die Unterdruckbeaufschlagung der Eingangsseite 5a unterbrochen, weil beispielsweise die Ejektoreinrichtung 7 mittels des Vakuum-Steuerventils 17 deaktiviert wird, stellt sich in der Eingangsseite 5a ein höherer Druck als in der Ausgangsseite 5b ein, sodass die Absperrabschnitte 72 in die Absperrstellung umschalten. Dabei werden sie aufgrund der anstehenden Druckdifferenz unter Abdichtung an den jeweils individuell zugeordneten Ventilsitz 63 angedrückt, um das in der Ausgangsseite 5b eingeschlossene Vakuum aufrechtzuerhalten.
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Die Druckerhöhung in der Eingangsseite 5a beim Abschalten der Ejektoreinrichtung 7 resultiert daraus, dass bei abgeschalteter Ejektoreinrichtung 7 deren Ansaugöffnung 22 über den Auslass 16 mit der Atmosphäre „R“ in Verbindung steht.
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Aufgrund der geschilderten Ausgestaltung der Absperrmembran 57 können die Absperrabschnitte 72 sehr schnell auf die sich verändernden Druckverhältnisse reagieren und bei einem Abschalten der Unterdruckquelle 6 sehr schnell in die Absperrstellung umschalten. Das Rückschlagventil 2 zeichnet sich also durch ein sehr dynamisches Betriebsverhalten aus.
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Zweckmäßigerweise ist bei jedem Absperrabschnitt 72 der Übergangsbereich 75 schmäler ausgebildet als der sich daran anschließende, in der Absperrstellung unmittelbar am Ventilsitz 63 anliegende Abdeckabschnitt 79. Letzterer ist zweckmäßigerweise entsprechend dem Ventilsitz 63 konturiert und hat beim Ausführungsbeispiel eine kreislinienförmige Außenkontur.
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Die Absperrmembran 57 kann im Bereich des Befestigungsabschnittes 65 durchaus unbeweglich an der Trennwand 33 befestigt sein. Sie kann beispielsweise festgeklemmt oder festgeklebt sein. Das für die Schwenkbeweglichkeit der Absperrabschnitte 72 verantwortliche Verformungsverhalten der Absperrmembran 57 wird allerdings begünstigt, wenn der Befestigungsabschnitt 65 ohne eine zu der Membranebene 67 auftretende Klemmwirkung bezüglich der Trennwand 33 fixiert ist, und zwar insbesondere derart, dass der Befestigungsabschnitt 65 in Achsrichtung der Längsachse 54 relativ zur Trennwand 33 begrenzt linear beweglich ist. Letzteres trifft auf das Ausführungsbeispiel zu.
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Bevorzugt ist die Absperrmembran 57 an ihrem Befestigungsabschnitt 65 dadurch fixiert, dass der Befestigungsabschnitt 65 zwischen zwei einander zugewandten ersten und zweiten Abstützflächen 82, 83 gefangen ist, die sich in Achsrichtung der Hauptachse 31 gegenüberliegen und deren lichter Abstand zueinander geringfügig größer ist als die maximale Dicke des dazwischen aufgenommenen Befestigungsabschnittes 65. Dadurch verfügt der Befestigungsabschnitt 65 über ein geringfügiges Bewegungsspiel in Achsrichtung der Längsachse 68 zwischen den beiden Abstützflächen 82, 83.
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Prinzipiell können beide Abstützflächen 82, 83 direkt an der Trennwand 33 vorgesehen sein. Es kann sich beispielsweise um die Flanken einer im Bereich der ersten Wandfläche 58 an der Trennwand 33 ausgebildeten Befestigungsnut handeln. Für die Montage der Absperrmembran 57 günstiger ist jedoch die beim Ausführungsbeispiel realisierte Konstruktion, bei der die erste Abstützfläche 82 von einem Teilbereich der ersten Wandfläche 58 gebildet ist, der sich in dem Zentrumsbereich 53 befindet und der sich bevorzugt um die Mündung der optional vorhandenen Durchtrittsöffnung 55 herum erstreckt. Die gegenüberliegende zweite Abstützfläche 83 ist Bestandteil eines bezüglich der Trennwand 33 separaten Befestigungselementes 84, das an der Trennwand 33 unabhängig von der Absperrmembran 57 fixiert ist. Bevorzugt hat das Befestigungselement 84 einen ersten Befestigungsstutzen 85, mit dem es von der Seite der ersten Wandfläche 58 her in die Durchtrittsöffnung 55 eingreift, wobei der erste Befestigungsstutzen 85 zugleich die Durchbrechung 66 des Befestigungsabschnittes 65 durchsetzt. Die zweite Abstützfläche 83 schließt sich als axial orientierte Ringfläche an den ersten Befestigungsstutzen 85 an und liegt somit in der geschilderten Weise der ersten Abstützfläche 82 mit axialem Abstand gegenüber.
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Um das Verklemmen des Befestigungsabschnittes 65 auf einfache Weise zu verhindern, verfügt die Trennwand 33 in dem Zentrumsbereich über mindestens einen und beim Ausführungsbeispiel über mehrere Anschlagvorsprünge 86, die über die erste Wandfläche 58 vorstehen und die den Befestigungsabschnitt 65 wie beim Ausführungsbeispiel in seiner Dickenrichtung durchsetzen und/oder an dem Befestigungsabschnitt 65 vorbeigreifen. Beim Ausführungsbeispiel sind die Anschlagvorsprünge 86 so angeordnet und ausgebildet, dass sie durch die Materialdurchbrechungen 77 der Absperrmembran 57 hindurchragen. Die Montage der Absperrmembran 57 gestaltet sich hier besonders einfach, weil sie von der Seite der ersten Wandfläche 58 her mit ihrem Befestigungsabschnitt 65 auf die Anschlagvorsprünge 86 aufsteckbar ist, sodass eine Steckverbindung vorliegt.
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Das Zusammenwirken der Anschlagvorsprünge 86 mit den Materialdurchbrechungen 77 bewirkt auch eine vorteilhafte Verdrehsicherung der Absperrmembran 57, die folglich relativ zur Trennwand 33 um deren Längsachse 54 nicht verdrehbar ist. Dadurch ist stets die korrekte paarweise Zuordnung der Absperrabschnitte 72 und der Ventilsitze 63 gewährleistet.
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Ein Verklemmen des Befestigungsabschnittes 65 wird bevorzugt dadurch verhindert, dass die Anschlagvorsprünge 86 an der der Trennwand 33 abgewandten Seite über den Befestigungsabschnitt 65 hinausragen und dadurch jeweils ein Anschlagmittel für das Befestigungselement 84 bilden, an dem das Befestigungselement 84 mit der zweiten Abstützfläche 83 zur Anlage gelangt. Die Anschlagvorsprünge 86 geben also den minimalen Abstand zwischen der ersten und zweiten Abstützfläche 82, 83 vor.
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Zweckmäßigerweise ist das Befestigungselement 84 in axialer Verlängerung der Trennwand 33 zwischen die Trennwand 33 und das Ventilgehäuse 4 eingegliedert, wobei es gemäß 1 den eingangsseitigen Kammerabschnitt 32a der Aufnahmekammer 32 durchsetzt. Bevorzugt weist das Befestigungselement 84 an der dem ersten Befestigungsstutzen 85 entgegengesetzten Seite einen zweiten Befestigungsstutzen 87 auf, mit dem sie in eine Ausnehmung 88 der den eingangsseitigen Kammerabschnitt 32a begrenzenden Gehäusewand des Ventilgehäuses 4 eintaucht.
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Das Rückschlagventil 2 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es an der Bildung des Vakuum-Aufhebungskanals 24 beteiligt ist. In diesem Zusammenhang wird ein Durchgangskanal 89, der die aus der Trennwand 33 und der Absperrmembran 57 bestehende Baugruppe durchsetzt, als ein Längenabschnitt des Vakuum-Aufhebungskanals 24 genutzt. Mit anderen Worten ist die vorgenannte Baugruppe von dem Vakuum-Aufhebungskanal 24 durchsetzt. Der hierzu vorhandene Durchgangskanal 89 resultiert in vorteilhafter Weise aus der Durchtrittsöffnung 55 der Trennwand 33 und der damit fluchtenden Durchbrechung 66 der Absperrmembran 57.
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Es besteht somit die vorteilhafte Möglichkeit, zur Aufhebung des in der Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 ausgebildeten Unterdruckes unter Überdruck stehende Druckluft unabhängig von der momentanen Betriebsstellung beziehungsweise Schwenkstellung der Absperrabschnitte 72 durch die sich aus der Absperrmembran 57 und der Trennwand 33 zusammensetzende Ventilbaugruppe 60 hindurchzuleiten. Somit besteht die vorteilhafte Möglichkeit, bei in der Absperrstellung befindlichen Absperrabschnitten 72 unmittelbar durch die Ventilbaugruppe 60 hindurch der der zweiten Wandfläche 59 zugeordneten Seite der Trennwand 33 einen Überdruckimpuls zuzuführen, um den in der Ausgangsseite 5b des Saugkanals 5 anstehenden Unterdruck abzubauen.
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Vorzugsweise verläuft der Vakuum-Aufhebungskanal 24 auch durch das gegebenenfalls vorhandene Befestigungselement 84 hindurch, das von einem stirnseitig an den beiden Befestigungsstutzen 85, 87 ausmündenden Fluidkanal 93 durchsetzt ist. Indem die Ausnehmung 88 mit einem zu dem Vakuum-Aufhebungsventil 25 führenden Kanalabschnitt 24a des Vakuum-Aufhebungskanals 24 kommuniziert, stellt der Fluidkanal des Befestigungselementes 84 eine Fluidverbindung zwischen dem besagten Kanalabschnitt 24a und dem Durchgangskanal 89 her, und zwar durch den eingangsseitigen Kammerabschnitt 32a hindurch und dabei ohne Beeinflussung der in der Eingangsseite 5a des Saugkanals 5 herrschenden Verhältnisse.