DE102024106984B3

DE102024106984B3 - Saugnapf für eine Handhabungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102024106984B3
Application number: DE102024106984.8A
Authority: DE
Inventors: Henrico van Zuilen; Nadine Meining; Dominik Schubert
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2024-03-12
Filing date: 2024-03-12
Publication date: 2025-07-31
Anticipated expiration: 2044-03-13
Also published as: US20250289148A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Saugnapf (1; 101) für eine Handhabungsvorrichtung, mit einem Saugbecher (2), der an einem Becherboden (11) mit einem Vakuumanschluss (14) versehen ist und der an einer Bechermündung (13) mit einem Zwischenring (3; 103) verbunden ist, wobei der Zwischenring (3; 103) an einem axialen Endbereich, der dem Saugbecher (2) abgewandt ist, mit einem Trägerring (4; 104) versehen ist und wobei der Trägerring (4; 104) an einem axialen Endbereich, der dem Zwischenring (3; 103) abgewandt ist, mit einem Dichtring (5; 105) versehen ist, der für eine abdichtende Anlage an einem Handhabungsobjekt ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Saugnapf für eine Handhabungsvorrichtung.
Die DE 40 40 570 A1 offenbart eine Dichtung zum Abdichten des Sauggreifers an der Fläche des anzugreifenden Objekts besteht aus weichelastischem, vorzugsweise offenzelligem Schaumstoff, wobei die plattenförmige Dichtung die ganze offene an die Fläche des Objekts anzulegende Seite des Sauggreifers überdeckt und ein Anschlag durch ein Lochblech oder ein Drahtgitter gebildet wird, wobei ein Lochblech oder ein Drahtgitter einen Anschlag für den mittleren Teil der plattenförmigen Dichtung bildet, der beim Festsaugen des Sauggreifers teilweise in dessen Hohlraum ausweicht, so dass der Sauggreifer kann an weniger ebenen und weniger glatten Oberflächen gut angreifen kann sowie Objekte unterschiedlicher Oberflächengestaltung aufnehmen kann.
Die DE 10 2013 009 344 A1 offenbart einen Sauggreifer zum Halten von flexiblen Gegenständen mittels Unterdruck, wobei der Sauggreifer Saugausnehmung aufweist, die an einer Vorderseite eine Arbeitsöffnung aufweist und die durch eine luftdurchlässige Ansaugwand von einer mittels Unterdruck beaufschlagbaren Absaugkammer abgeteilt ist und wobei die Ansaugwand von einer Vielzahl von Ansaugkanälen durchsetzt ist, die an einer der Saugausnehmung zugewandten Ansaugfläche der Ansaugwand mit Ansaugmündungen ausmünden und wobei die Ansaugfläche konkav geformt ist, so dass die Ansaugmündungen in dreidimensionaler Verteilung um die Saugausnehmung herum angeordnet sind.
Die DE 198 17 323 A1 offenbart einen Sauggreifer mit einem kinematischen Gelenk, dessen Herstellung preisgünstig ist und mit dem sich bereits vorhandene Sauggreifer ohne besondere Umstände nachrüsten lassen, wobei das Gelenk einen elastischen Körper, vorzugsweise in Form einer Gummischeibe, aufweist, der sowohl mit dem Sauggreifer als auch mit einem den Sauggreifer mit einer Hubvorrichtung verbindenden Verbindungsstück drehfest verbunden ist
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Saugnapf bereitzustellen, der flexibel an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden kann.
Diese Aufgabe wird für einen Saugnapf der eingangs genannten mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei der Saugnapf einen Saugbecher aufweist, der an einem Becherboden mit einem Vakuumanschluss versehen ist und der an einer Bechermündung mit einem Zwischenring verbunden ist, wobei der Zwischenring an einem axialen Endbereich, der dem Saugbecher abgewandt ist, mit einem Trägerring versehen ist und wobei der Trägerring an einem axialen Endbereich, der dem Zwischenring abgewandt ist, mit einem Dichtring versehen ist, der für eine abdichtende Anlage an einem Handhabungsobjekt ausgebildet ist.
Der Saugbecher kann einen ebenen oder schüsselförmig ausgebildeten Becherboden aufweisen, an dem ein Vakuumanschluss ausgebildet ist, der in einer Doppelfunktion zum einen für eine Bereitstellung eines Unterdrucks an den Saugbecher und zum anderen als mechanische Schnittstelle zur Ankopplung an eine Handhabungsvorrichtung, beispielsweise eine Handachse eines Industrieroboters, ausgebildet sein kann. Vorzugsweise ist der Vakuumanschluss als im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildeter Stutzen gestaltet, der von einer Fluidbohrung durchsetzt ist und an einer Innenoberfläche und/oder an einer Außenoberfläche mit einem Gewinde versehen sein kann. An den Becherboden schließt sich in einer axialen Erstreckungsrichtung eine hülsenförmige, insbesondere mit kreisringförmiger Profilierung ausgebildete, Becherwand an, wobei ein dem Becherboden abgewandter Endbereich der Becherwand eine Bechermündung begrenzt.
Diese Bechermündung ist zur Verbindung mit einem Zwischenring vorgesehen, wobei diese Verbindung vorzugsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig ausgebildet ist. Der Zwischenring dient als Kupplungsteil zwischen dem Saugbecher und einem Trägerring, der seinerseits an einem axialen Endbereich des Zwischenrings, der dem Saugbecher abgewandt ist, festgelegt ist. Dabei ist die Verbindung von Zwischenring und Trägerring vorzugsweise kraftschlüssig und/oder formschlüssig ausgebildet. An einem dem Zwischenring abgewandten axialen Endbereich des Trägerrings ist ein Dichtring angeordnet, der für eine abdichtende Anlage an einem Handhabungsobjekt ausgebildet ist.
Bei diesem Handhabungsobjekt kann es sich beispielsweise um ein Werkstück handeln, das von einem Bearbeitungsschritt zu einem nächsten Bearbeitungsschritt transportiert werden muss. Bei dem Handhabungsobjekt kann es sich auch um ein Lebensmittel wie beispielsweise einen Apfel oder eine Orange handeln, das mit Hilfe des Saugnapfs schonend angehoben und abgesetzt werden kann. Das Handhabungsobjekt kann auch ein Folienbeutel sein, der ohne eine Beeinträchtigung der Folienbahn, aus der der Folienbeutel hergestellt ist, mithilfe des Saugnapfs angehoben und wieder abgesetzt werden kann.
Der Dichtring kann durch die modulare Aufbauweise des Saugnapfs in vorteilhafter Weise an die jeweilige Anwendung angepasst werden, die für den Saugnapf vorgesehen ist. Beispielsweise kann für die Handhabung eines Folienbeutels ein Dichtring eingesetzt werden, der eine geringe Elastizität aufweist, während für die Handhabung eines Lebensmittels zur Vermeidung von Druckstellen ein Dichtring eingesetzt werden kann, der eine hohe Elastizität aufweist.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass an einer Innenoberfläche des Becherbodens des Saugbechers mehrere Vakuumkanäle ausgebildet sind, die fluidisch kommunizierend mit einer Anschlussbohrung des Vakuumanschlusses verbunden sind und die von einer Vielzahl von beabstandet zueinander angeordneten und in axialer Richtung abragenden Vorsprüngen begrenzt werden. Mit den Vakuumkanälen wird eine möglichst homogene Unterdruckbeaufschlagung des Handhabungsobjekts angestrebt, wobei hierzu eine möglichst gleichmäßige flächige Verteilung der Vakuumkanäle über die Innenoberfläche des Becherbodens vorzusehen ist. Die Vakuumkanäle sind vorzugsweise vollständig in Richtung der Bechermündung offen ausgebildet, wodurch eine Herstellung des Saugbechers im Kunststoffspritzgussverfahren erleichtert wird. Die Vakuumkanäle werden von beabstandet zueinander angeordneten und in axialer Richtung abragenden Vorsprüngen begrenzt, die beispielsweise schneidenförmig oder zapfenförmig ausgebildet sein können. Die Vakuumkanäle können entweder alle ausgehend von der Fluidbohrung des Vakuumanschlusses erstreckt sein oder als mehrfach verzweigte Kanalanordnung ausgebildet sein.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Saugbecher an einer Bechermündung eine erste Schnittstelle aufweist und dass der Zwischenring an einander entgegengesetzten axialen Endbereichen mit einer zweiten Schnittstelle und mit einer dritten Schnittstelle versehen ist, wobei die zweite Schnittstelle zur Kopplung mit der ersten Schnittstelle des Saugbechers ausgebildet ist, und dass der Trägerring an einem axialen Endbereich mit einer vierten Schnittstelle versehen ist, die zur Kopplung mit der dritten Schnittstelle des Zwischenrings ausgebildet ist. Vorzugsweise sind die Schnittstellen jeweils für eine fluiddichte Verbindung zwischen Saugbecher und Zwischenring bzw. Zwischenring und Trägerring ausgebildet, um ein Eindringen von Falschluft in einen vom Saugnapf begrenzten Saugraum zu verhindern, wobei der Saugraum bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch des Saugnapfs durch das am Dichtring anliegende Handhabungsobjekt verschlossen werden soll. Um diese Eigenschaften für die Schnittstellen gewährleisten zu können, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die zueinander korrespondierenden Schnittstellen (erste und zweite Schnittstelle sowie dritte und vierte Schnittstelle) jeweils flächig aneinander anliegende Innen- und Außenoberflächen aufweisen, die insbesondere zylindermantelförmig oder kegelmantelförmig gestaltet sein können. Durch eine umlaufende Anlage der zueinander korrespondierenden Schnittstellen kann somit bei geeigneter Dimensionierung, insbesondere bei geometrisch ähnlicher Ausführung der Schnittstellen, ohne zusätzliche Dichtmittel eine Dichtwirkung erzielt werden, die für viele Anwendungsfälle ausreichend ist, insbesondere wenn mit dem Saugnapf eher empfindliche Handhabungsgegenstände wie Lebensmittel oder Folienbeutel angehoben und abgesetzt werden sollen.
Vorteilhaft ist es, wenn die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle und/oder dass die dritte Schnittstelle und die vierte Schnittstelle als Formschlussverbindung aus der Gruppe: Rastverbindung mit einer zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung vertieften Rastnut und mit einem zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung abragenden Rastvorsprung bilden, Bajonettverbindung mit einem Axialhinterschnitt und einem zur axialen Abstützung am Axialhinterschnitt ausgebildeten Stützvorsprung, ausgebildet sind. Im Hinblick auf die Formschlusswirkung zwischen den jeweiligen Schnittstellen wird davon ausgegangen, dass der Formschluss in Richtung einer Becherachse wirksam ist, die sich ausgehend vom Becherboden in Richtung der Bechermündung erstreckt und bei einer rotationssymmetrischen Ausgestaltung des Saugbechers auch der Rotationssymmetrieachse entspricht.
Die Formschlussverbindung kann für eine oder beide der Schnittstellenkombinationen (erste Schnittstelle mit zweiter Schnittstelle und dritte Schnittstelle mit vierter Schnittstelle) als Rastverbindung ausgebildet sein, bei der eine rein lineare Bewegung zwischen Saugbecher und Zwischenring und/oder zwischen Trägerring und Zwischenring ausreichend ist, um den Formschluss zu bewirken. In diesem Fall ist vorgesehen, dass an jeweils einer der beiden Schnittstellen eine zumindest bereichsweise umlaufende und in radialer Richtung vertieften Rastnut ausgebildet ist, in die ein an der jeweils anderen Schnittstelle ausgebildeter, zumindest bereichsweise umlaufende und in radialer Richtung erstreckte Rastvorsprung eingreifen kann. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Rastnut und der Rastvorsprung rotationssymmetrisch umlaufend an der jeweiligen Schnittstelle ausgebildet sind, sodass keine rotatorische Orientierung zwischen den zu verbindenden Schnittstellen zu beachten ist.
Bei einer Ausgestaltung der Formschlussverbindung als Bajonettverbindung für eine oder beide der Schnittstellenpaarungen ist eine vorgegebene Bewegungsabfolge zwischen den beiden Schnittstellen einzuhalten, um die gewünschte Kopplung der zu verbindenden Schnittstellen zu erreichen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass für den Kopplungsvorgang zunächst eine lineare Annäherungsbewegung zwischen den beiden Schnittstellen längs der Becherachse vorgenommen wird, bis eine mechanische Überlappung der beiden Schnittstellen vorliegt, um anschließend durch eine rotatorische Relativbewegung zwischen den beiden Schnittstellen um die Becherachse die gewünschte Kopplung zu erreichen. Für diese Kopplung weist eine der beiden Schnittstellen einen Axialhinterschnitt auf, der eine Flächennormale aufweist, die zumindest im Wesentlichen parallel zur Becherachse ausgerichtet ist. Die jeweils andere Schnittstelle weist einen Stützvorsprung auf, der zur Anlage an der vom Axialhinterschnitt zur Verfügung gestellten Fläche ausgebildet ist und hierdurch eine Kraftübertragung zwischen den beiden Schnittstellen in Richtung der Becherachse ermöglicht, ohne dass hierdurch eine unerwünschte Linearbewegung zwischen den beiden Schnittstellen auftritt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Saugbecher an einer Bechermündung eine erste Schnittstelle aufweist, dass der Zwischenring zwischen dem Saugbecher und dem Trägerring aufgenommen ist und dass der Trägerring an einem axialen Endbereich mit einer vierten Schnittstelle versehen ist, die zur Kopplung mit der ersten Schnittstelle des Saugbechers ausgebildet ist, wobei die erste Schnittstelle und die vierte Schnittstelle als Formschlussverbindung aus der Gruppe: Rastverbindung mit einer zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung vertieften Rastnut und mit einem zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung abragenden Rastvorsprung bilden, Bajonettverbindung mit einem Axialhinterschnitt und einem zur axialen Abstützung am Axialhinterschnitt ausgebildeten Stützvorsprung, ausgebildet sind. Bei dieser Ausführungsform des Saugnapfs wird der Zwischenring zwischen dem Saugbecher und dem Trägerring aufgenommen, die formschlüssige Verriegelung findet zwischen dem Saugbecher und dem Trägerring statt, sodass der Zwischenring lediglich so gestaltet werden muss, dass er zumindest weitgehend abdichtend mit dem Saugbecher und dem Trägerring verbunden werden kann, ohne allerdings in den Kraftfluss zwischen Saugbecher und Trägerring eingebunden zu sein. Die Formschlussverbindung zwischen der ersten Schnittstelle am Saugbecher und der vierten Schnittstelle am Trägerring kann in gleicher Weise wie bei der vorstehenden Ausführungsform entweder als Rastverbindung oder als Bajonettverbindung ausgebildet sein.
Zweckmäßig ist es, wenn der Zwischenring eine Lochplatte berandet, die von einer Vielzahl von Bohrungen durchsetzt ist, die jeweils eine Querschnittsfläche aufweisen, die weniger als 5 Prozent einer Querschnittsfläche eines Innendurchmessers des Zwischenrings beträgt. Die Lochplatte dient in ähnlicher Weise wie die am Becherboden angeordneten Vakuumkanäle dazu, eine möglichst homogene Verteilung des Unterdrucks auf das Handhabungsobjekt zu ermöglichen. Ferner hat die Lochplatte die Aufgabe, eine Deformation des Handhabungsobjekts zu begrenzen, um Beschädigungen am Handhabungsobjekt zu vermeiden. Dies trifft insbesondere für den Fall zu, dass empfindliche Lebensmittel oder Folienbeutel mit dem Saugnapf angehoben und abgesetzt werden sollen.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der axiale Endbereich des Trägerrings und der Dichtring eine Rastverbindung mit einer zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung vertieften Rastnut und mit einem zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung abragenden Rastvorsprung bilden oder dass der Dichtring mit einer axial ausgerichteten Stirnfläche an dem axialen Endbereich des Trägerrings stoffschlüssig festgelegt ist. Die Festlegung des Dichtrings am Trägerring hängt im Wesentlichen von der Materialauswahl für den Dichtring ab. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Dichtring aus einem gummielastischen Material, insbesondere Silikon oder Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (Nitrile Butadiene Rubber NBR) oder aus einem Schaumstoff, insbesondere aus einem Polyurethan oder einem Chloropren-Kautschuk, das auch unter der Bezeichnung Neopren vertrieben wird, oder einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) hergestellt ist. Für einen Dichtring aus Silikon kann eine Rastverbindung gewählt werden, für einen Dichtring aus NBR oder aus Schaumstoff ist eine stoffschlüssige Verbindung zu bevorzugen.
Vorteilhaft ist es, wenn zwischen einer Umfangsfläche des Saugbechers und einer gegenüberliegend angeordneten Umfangsfläche des Zwischenrings ein umlaufender Dichtring angeordnet ist und/oder dass zwischen einer Umfangsfläche des Zwischenrings und einer gegenüberliegend angeordneten Umfangsfläche des Trägerrings ein O-Ring angeordnet ist. Durch diese Maßnahme wird die Dichtwirkung zwischen Saugbecher und Zwischenring bzw. zwischen Trägerring und Zwischenring erhöht, sodass die Anforderungen an die Maßhaltigkeit der Umfangsflächen verringert werden können, da der O-Ring einen gewissen Toleranzausgleich gewährleistet.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:

1 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Saugnapfs, der einen Saugbecher, einen Zwischenring, einen Trägerring sowie einen Dichtring umfasst,
2 eine geschnittene Vorderansicht des Saugbechers gemäß der 1,
3 eine geschnittene Vorderansicht des Zwischenrings gemäß der 1,
4 eine geschnittene Vorderansicht des Trägerrings gemäß der 1,
5 eine geschnittene Vorderansicht des Dichtrings gemäß der 1,
6 eine geschnittene perspektivische Explosionsdarstellung der Komponenten des Saugnapfs gemäß der 1, und
7 eine geschnittene perspektivische Explosion Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines Saugnapfs.

Ein in der 1 gezeigter Saugnapf 1 ist zur Verwendung mit einer nicht dargestellten Handhabungsvorrichtung, bei der es sich beispielsweise um einen Roboterarm eines Industrieroboters oder ein aus Linearachsen aufgebautes mehrachsiges Handlingsystem handeln kann, vorgesehen. Dabei dient der Saugnapf zur Anhaftung an einem nicht dargestellten Handhabungsobjekt, das bei anhaftenden Saugnapf mit der Handhabungsvorrichtung an einem Ort angehoben und an einen anderen Ort verlagert und dort abgesetzt werden kann. Hierzu wird an einem Vakuumanschluss 14 des Saugnapfs 1 ein Vakuum bereitgestellt, mit dem ein zeitweiliges Festsaugen des Saugnapfs 1 an einer Oberfläche eines nicht dargestellten Handhabungsobjekts bewirkt werden kann. Um die Anhaftung des Saugnapfs 1 am Handhabungsobjekt aufzuheben kann vorgesehen sein, über den Vakuumanschluss 14 kurzzeitig einen geringen Überdrucks bereitzustellen, womit der Saugnapf 1 vom Handhabungsobjekt gelöst werden kann.
Der Saugnapf 1 ist modular aufgebaut, um eine Anpassung an unterschiedliche Einsatzbedingungen, insbesondere unterschiedliche Handhabungsobjekte, zu ermöglichen. Der Saugnapf 1 umfasst die Komponenten: Saugbecher 2, Zwischenring 3, Trägerring 4, Dichtring 5. Die Komponenten des Saugnapfs 1 sind längs einer Becherachse 6 aufgereiht. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass die Komponenten des Saugnapfs 1, abgesehen von geringfügigen Ausnahmen, rotationssymmetrisch zur Becherachse 6 ausgebildet sind. Ferner ist vorgesehen, dass die Komponenten des Saugnapfs 1 mit Ausnahme des Dichtrings 5, der insbesondere aus einem gummielastischen Material wie Silikon oder NBR hergestellt sein kann, aus Materialien hergestellt sind, die bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch des Saugnapfs 1 keine oder zumindest keine nennenswerte elastische oder plastische Deformation erfahren und daher auch als gestaltfest bezeichnet werden können. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Saugbecher 2, der Zwischenring 3 sowie der Trägerring 4 jeweils als Kunststoffteile ausgebildet sind, die in einem Kunststoffspritzgussprozess oder in einem generativen Herstellungsprozess, insbesondere Lasersintern, hergestellt sind.
Wie der Darstellung der 1 entnommen werden kann, ist eine Bajonettverbindung 51 zwischen dem Trägerring 4 und dem Zwischenring 3 ausgebildet, sodass der Trägerring 4 mit dem daran angebrachten Dichtring 5 in einfacher Weise und vorzugsweise werkzeuglos von einem Benutzer vom Zwischenring 3 abgenommen werden kann und durch einen anderen Trägerring 4 mit Dichtring 5 ersetzt werden kann. Die Bajonettverbindung 51 wird durch eine als Axialhinterschnitt bezeichnete dritte Schnittstelle 52 am Zwischenring 3 und einen daran abgestützten, rein exemplarisch L-förmig als vierte Schnittstelle 53 ausgebildeten Stützvorsprung am Trägerring 4 gebildet und wird nachstehend näher beschrieben.
Der Zwischenring 3 ist durch eine nachstehend näher beschriebene Rastverbindung 61 in axialer Richtung längs der Becherachse 6 formschlüssig am Saugbecher 2 festgelegt. Der Dichtring 5 ist durch eine nachstehend näher beschriebene Rastverbindung 81 in axialer Richtung längs der Becherachse 6 formschlüssig am Trägerring 4 festgelegt.
Wie den Schnittdarstellungen der 2 und 3 entnommen werden kann, weist der Saugbecher 2 einen Becherboden 11 auf, der rein exemplarisch konusabschnittsförmig ausgebildet ist und in einem zentralen Bereich mit dem koaxial zur Becherachse 6 ausgerichteten Vakuumanschluss 14 versehen ist. Der Vakuumanschluss 14 ist beispielhaft als rohrförmiger Stutzen ausgebildet, der eine als Fluidbohrung 17 bezeichnete Anschlussbohrung begrenzt, die mit einem Innengewinde 18 versehen ist. Hierdurch kann der Vakuumanschluss 14 an einen nicht dargestellten Anschlussstutzen einer ebenfalls nicht dargestellten Handhabungsvorrichtung angeschraubt werden, womit sowohl eine mechanische Festlegung an der Handhabungsvorrichtung als auch eine Unterdruckbereitstellung von der Handhabungsvorrichtung an den Saugnapf 1 ermöglicht wird.
Angrenzend an den Becherboden 11 erstreckt sich längs der Becherachse 6 eine im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildete Becherwand 12, die an einem dem Becherboden 11 abgewandten Endbereich eine Bechermündung 13 begrenzt. Von einer kreisringförmig ausgebildeten axialen Stirnfläche 19 der Becherwand 12 ragen in axialer Richtung ausgerichtete, kreisringabschnittsförmig ausgebildete Vorsprünge 20 ab, die für eine nachstehend näher beschriebene mechanische Wechselwirkung mit dem Zwischenring 3 vorgesehen sind. Ferner ist die Becherwand 12 an einer rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildeten, umlaufenden Innenoberfläche, die auch als erste Schnittstelle 21 bezeichnet wird, mit einer in radialer Richtung nach außen erstreckten Rastnut 22 versehen, die ebenfalls für eine nachstehend näher beschriebene mechanische Wechselwirkung mit dem Zwischenring 3 ausgebildet ist. Eine radiale Erstreckung der Rastnut 22 ist derart gewählt, dass bei einer Herstellung des Saugbechers 2 in einem Kunststoffspritzgussverfahren und einer Entformung des Saugbechers 2 längs der Becherachse 6 kein Schieber in der Spritzgussform erforderlich ist.
Ferner erstrecken sich von einer Innenoberfläche 23 des Becherbodens 11 eine Vielzahl von Vorsprüngen 15 in axialer Richtung längs der Becherachse 6, die derart voneinander beabstandet sind, dass sie Vakuumkanäle 16 begrenzen. Diese Vakuumkanäle 16 stehen fluidisch kommunizierend mit der Fluidbohrung 17 in Verbindung, sodass bei einer Bereitstellung von Unterdruck an die Fluidbohrung 17 eine Unterdruckversorgung sämtlicher Vakuumkanäle 16 gewährleistet ist. Rein exemplarisch sind die Vorsprünge 15 als Zapfen mit kreisförmigen Querschnitt ausgebildet und jeweils parallel zur Becherachse ausgerichtet, um eine Herstellung des Saugbechers 2 in einem Kunststoffspritzgussverfahren zu begünstigen.
Der Zwischenring 3 umfasst einen kreisringförmig ausgebildeten Grundkörper 31, von dem sich gemäß den Darstellungen der 2 und 3 ein Koppelring 32 in axialer Richtung nach oben und ein zweiter Koppelring 33 axialer Richtung nach unten erstrecken. Der erste Koppelring 32 weist eine kreiszylindrisch ausgebildete, als zweite Schnittstelle 37 bezeichnete Außenumfangsfläche auf, von der sich in radialer Richtung nach außen ein umlaufender Rastvorsprung 34 erstreckt. Die zweite Schnittstelle 37 ist derart auf die erste Schnittstelle 21 des Saugbechers 2 angepasst, dass bei einer Steckmontage des ersten Koppelring 32 in die Bechermündung 13 des Saugbechers 2 eine zumindest im wesentlichen fluiddichte Kopplung zwischen diesen beiden Komponenten zustande kommt. Ferner sind die Rastnut 22 der ersten Schnittstelle 21 des Saugbechers 2 und der Rastvorsprung 34 des Zwischenrings 3 derart aufeinander abgestimmt, dass der Rastvorsprung 34 formschlüssig in die Rastnut 22 aufgenommen werden kann und dadurch eine axial formschlüssige Verriegelung zwischen dem Saugbecher 2 und dem Zwischenring 3 gewährleistet.
Der Zwischenring 3 weist einen Ringbund 35 auf, der sich in radialer Richtung nach außen von der als zweite Schnittstelle 37 bezeichneten Außenumfangsfläche des ersten Koppelrings 32 erstreckt. Der Ringbund 35 ist stellenweise mit Unterbrechungen 39 versehen, die eine Montage des am Trägerring 4 angeordneten und als vierte Schnittstelle 53 bezeichneten Stützvorsprungs ermöglichen. Eine in axialer Richtung ausgerichtete, kreisringabschnittsförmig ausgebildete bezeichnete Oberseite 38 des Ringbunds 35 bildet hierbei den Axialhinterschnitt 52, an dem der als vierte Schnittstelle 53 bezeichnete Stützvorsprung des Trägerrings 4 zur Anlage kommt, wie dies in der 1 gezeigt ist.
Rein exemplarisch ist der zweite Koppelring 33 des Zwischenrings 3 endseitig mit einer Lochplatte 36 versehen, die sich nahezu über den gesamten Querschnitt des Zwischenrings 3 erstreckt und die mit einer Vielzahl von Bohrungen 40 versehen ist. Die Lochplatte 36 dient einer möglichst homogenen Verteilung des über den Vakuumanschluss 14 bereitstellbaren Unterdrucks und begrenzt zu dem eine Deformation des nicht dargestellten Handhabungsobjekts.
Der Trägerring 4 weist ebenfalls einen kreisringförmig ausgebildeten Grundkörper 41 auf, von dem gemäß den Darstellungen der 1 bis 6 die beispielsweise in einer 90-Grad-Teilung angeordneten, als Stützvorsprünge ausgebildeten vierten Schnittstellen 53 in axialer Richtung nach oben abragen. Hiermit kann der Trägerring 4 durch eine lineare Annäherungsbewegung an den Zwischenring 3 längs der Becherachse 6 und eine sich daran anschließende Rotationsbewegung gegenüber dem Zwischenring 3 um die Becherachse 6 formschlüssig verriegelt werden.
Ferner erstreckt sich ausgehend vom Grundkörper 41 ein Koppelring 42 in axialer Richtung nach unten, der eine Außenumfangsfläche 43 aufweist, von der in radialer Richtung nach außen ein Rastvorsprung 44 abragt. Der Dichtring 5 weist an einer rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildeten Innenoberfläche 71 eine umlaufende Rastnut 72 auf, die für einen Eingriff des Rastvorsprungs 44 des Trägerrings 4 vorgesehen ist, um eine Rastverbindung 81 zu bilden.
Die Ausführungsform des Saugnapfs 101 gemäß der 4 unterscheidet sich im Hinblick auf die Ausgestaltung des Zwischenrings 103, des Trägerrings 104 und des Dichtrings 105, sodass die nachstehende Beschreibung ausschließlich auf diese beiden Komponenten gerichtet ist, während auf eine Beschreibung des identisch zur ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 6 ausgebildeten Saugbechers 2 verzichtet werden kann.
Abweichend von der Ausgestaltung des Zwischenrings 3 gemäß den 1 bis 6 weist der Zwischenring 103 keine Lochplatte auf. Der Zwischenring 103 kann auch ohne andere Veränderungen in der ersten Ausführungsform gemäß den 1 bis 6 anstelle des Zwischenrings 3 verwendet werden.
Abweichend von der Ausgestaltung des Trägerrings 4 gemäß den 1 bis 6 weist der Trägerring 104 eine kreisringförmig ausgebildete Unterseite 145 auf, die für eine stoffschlüssige Festlegung des rein exemplarisch kreisringförmig ausgebildeten Dichtrings 105 vorgesehen ist. Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Dichtring 105 an der Unterseite 145 des Trägerrings 104 festgeklebt wird, insbesondere unter Verwendung eines doppelseitigen Klebebands oder eines aushärtbaren Flüssigklebers.
Die Kombination aus Trägerring 104 und Dichtring 105 kann ebenfalls unmittelbar mit den Komponenten Saugbecher 2 und Zwischenring 3 gemäß den 1 bis 6 verwendet werden, ohne dass hierzu weitere Änderungen erforderlich sind.

Claims

Saugnapf (1; 101) für eine Handhabungsvorrichtung, mit einem Saugbecher (2), der an einem Becherboden (11) mit einem Vakuumanschluss (14) versehen ist und der an einer Bechermündung (13) mit einem Zwischenring (3; 103) verbunden ist, wobei der Zwischenring (3; 103) an einem axialen Endbereich, der dem Saugbecher (2) abgewandt ist, mit einem Trägerring (4; 104) versehen ist und wobei der Trägerring (4; 104) an einem axialen Endbereich, der dem Zwischenring (3; 103) abgewandt ist, mit einem Dichtring (5; 105) versehen ist, der für eine abdichtende Anlage an einem Handhabungsobjekt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Innenoberfläche (23) des Becherbodens (11) des Saugbechers (2) mehrere Vakuumkanäle (16) ausgebildet sind, die fluidisch kommunizierend mit einer Anschlussbohrung (17) des Vakuumanschlusses (14) verbunden sind und die von einer Vielzahl von beabstandet zueinander angeordneten und in axialer Richtung abragenden Vorsprüngen (20) begrenzt werden.
Saugnapf (1; 101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugbecher (2) an einer Bechermündung (13) eine erste Schnittstelle (21) aufweist und dass der Zwischenring (3; 103) an einander entgegengesetzten axialen Endbereichen mit einer zweiten Schnittstelle (37) und mit einer dritten Schnittstelle (52) versehen ist, wobei die zweite Schnittstelle (37) zur Kopplung mit der ersten Schnittstelle (21) des Saugbechers (2) ausgebildet ist, und dass der Trägerring (4; 104) an einem axialen Endbereich mit einer vierten Schnittstelle (53) versehen ist, die zur Kopplung mit der dritten Schnittstelle (52) des Zwischenrings (3; 103) ausgebildet ist.
Saugnapf (1; 101) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schnittstelle (21) und die zweite Schnittstelle (37) und/oder dass die dritte Schnittstelle (52) und die vierte Schnittstelle (53) als Formschlussverbindung aus der Gruppe: Rastverbindung mit einer zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung vertieften Rastnut (22) und mit einem zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung abragenden Rastvorsprung (34) bilden, Bajonettverbindung (51) mit einem Axialhinterschnitt (52) und einem zur axialen Abstützung am Axialhinterschnitt (52) ausgebildeten Stützvorsprung (53), ausgebildet sind.
Saugnapf (1; 101) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugbecher (2) an einer Bechermündung (13) eine erste Schnittstelle (21) aufweist, dass der Zwischenring (3; 103) zwischen dem Saugbecher (2) und dem Trägerring (4; 104) aufgenommen ist und dass der Trägerring (4; 104) an einem axialen Endbereich mit einer vierten Schnittstelle (53) versehen ist, die zur Kopplung mit der ersten Schnittstelle (21) des Saugbechers (2) ausgebildet ist, wobei die erste Schnittstelle (21) und die vierte Schnittstelle (53) als Formschlussverbindung aus der Gruppe: Rastverbindung mit einer zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung vertieften Rastnut (22) und mit einem zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung abragenden Rastvorsprung (34) bilden, Bajonettverbindung (51) mit einem Axialhinterschnitt (52) und einem zur axialen Abstützung am Axialhinterschnitt (52) ausgebildeten Stützvorsprung (53), ausgebildet sind.
Saugnapf (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenring (3; 103) eine Lochplatte (36) berandet (36), die von einer Vielzahl von Bohrungen (40) durchsetzt ist, die jeweils eine Querschnittsfläche aufweisen, die weniger als 5 Prozent einer Querschnittsfläche eines Innendurchmessers des Zwischenrings (3; 103) beträgt.
Saugnapf (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Endbereich des Trägerrings (4; 104) und der Dichtring (5; 105) eine Rastverbindung (81) mit einer zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung vertieften Rastnut (72) und mit einem zumindest bereichsweise umlaufenden und in radialer Richtung abragenden Rastvorsprung (44; 144) bilden oder dass der Dichtring (5; 105) mit einer axial ausgerichteten Stirnfläche (145) an dem axialen Endbereich des Trägerrings (4; 104) stoffschlüssig festgelegt ist.
Saugnapf (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtring (5; 105) aus einem gummielastischen Material, insbesondere Silikon oder Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, oder aus einem Schaumstoff, insbesondere aus einem Polyurethan oder einem Chloropren-Kautschuk oder einem Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, hergestellt ist.
Saugnapf (1; 101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Umfangsfläche (21) des Saugbechers (2) und einer gegenüberliegend angeordneten Umfangsfläche (37) des Zwischenrings (3; 103) ein umlaufender Dichtring angeordnet ist und/oder dass zwischen einer Umfangsfläche des Zwischenrings (3; 103) und einer gegenüberliegend angeordneten Umfangsfläche des Trägerrings (4; 104) ein umlaufender Dichtring (105) angeordnet ist.