DE19939792A1

DE19939792A1 - Hub-Saug-Zylinder

Info

Publication number: DE19939792A1
Application number: DE19939792A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dunger
Original assignee: MAN Roland Druckmaschinen AG
Current assignee: Manroland AG
Priority date: 1999-08-21
Filing date: 1999-08-21
Publication date: 2001-02-22
Anticipated expiration: 2019-08-22
Also published as: DE19939792B4; FR2797605B1; US6431624B1; GB0020594D0; FR2797605A1; GB2354996B; GB2354996A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen ausschließlich mit Vakuum betriebenen Sauggreifer für den Einsatz im Sondermaschinenbau. Die Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo kleine Teile bei geringem Platzverhältnissen aus einer Maschine entnommen und transportiert werden sollen. Der Sauggreifer entsprechend der vorliegenden Erfindung mit einem Zylinder und einem Kolben zum Ausführen eines Saughubes mit einer ersten und einer zweiten Hubstellung, ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylindergehäuse (1) mit einem Zylinderraum (4) vorgesehen ist, das an dem einen Ende eine Öffnung (6) zum atmosphärischen Druck besitzt, gegen die der Zylinderraum (4) durch den von einer Druckfeder (14) vorgespannten Kolben (2) abgedichtet ist, und an dessen anderem Ende die Kolbenstange (3) zur Ausführung eines Hubes (11) herausragt, dass der Zylinderraum (4) über eine erste Durchgangsbohrung (7) im Zylindergehäuse (1) eine ständige Verbindung zum Vakuumkanal (5) aufweist, dass die Kolbenstange (3) an dem herausragenden Ende eine zentrale Bohrung (9) besitzt, die zum Ansaugen eines anzusaugenden Bauteiles (12) mit einem saugenden Element (13) verschlossen ist und am inneren Ende über eine radiale Bohrung (10) in der Kolbenstange (3) und eine zweite Durchgangsbohrung (8) im Zylindergehäuse (1) mit dem Vakuumkanal (5) verbindbar ist, das der Kolben (2) in der ersten Hubstellung an der Öffnung (6) anliegt und die radiale Bohrung (10) durch das Zylindergehäuse (1) verschoben ist, so dass keine ...

Description

Die Erfindung betrifft einen ausschließlich mit Vakuum betriebenen Sauggreifer für den Einsatz im Sondermaschinenbau. Die Erfindung ist überall dort einsetzbar, wo kleine Teile bei geringem Platzverhältnissen aus einer Maschine entnommen und transportiert werden sollen.

In bekannter Weise werden bei der Herstellung kleiner Teile diese mittels Sauggreifer, die mit Vakuum betrieben werden, angesaugt und bewegt. Dazu sind außer den Saugelementen auch Druckelemente erforderlich, die die Anstellbewegung der Saugelemente bzw. deren Hubbewegung betreiben. Der Sauggreifer wird dadurch u. U. für viele Einsatzgebiete zu groß.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, einen Sauggreifer bereitzustellen, der auch für den Transport sehr kleiner Bauteile in einem eng begrenzten Raum ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Der Sauggreifer entsprechend der vorliegenden Erfindung, der einen Zylinder und einen Kolben zum Ausführen eines Saughubes mit einer ersten und einer zweiten Hubstellung besitzt, ist so gestaltet, dass ein Zylindergehäuse mit einem Zylinderraum vorgesehen ist, das an dem einen Ende eine Öffnung zum atmosphärischen Druck besitzt, gegen die der Zylinderraum durch den von einer Druckfeder vorgespannten Kolben abgedichtet ist, und an dessen anderem Ende die Kolbenstange zur Ausführung eines Hubes herausragt. Der Zylinderraum besitzt über eine erste Durchgangsbohrung im Zylindergehäuse eine ständige Verbindung zum Vakuumkanal. Die Kolbenstange besitzt am herausragenden Ende eine zentrale Bohrung, die an ihrem inneren Ende über eine radiale Bohrung in der Kolbenstange und eine zweite Durchgangsbohrung im Zylindergehäuse mit dem Vakuumkanal verbindbar ist. An dem herausragenden Ende der Kolbenstange ist die zentrale Bohrung zum Ansaugen eines anzusaugenden Bauteiles mit einem saugenden Element verschlossen. Der Kolben liegt in der ersten Hubstellung an der Öffnung an und die radiale Bohrung ist durch das Zylindergehäuse verschlossen, so dass keine Verbindung zum Vakuumkanal besteht. In der zweiten Hubstellung ist der Kolben durch Anlegen eines Vakuums an den Zylinderraum verschoben, so dass die radiale Bohrung mit der zweiten Durchgangsbohrung verbunden ist und an der zentralen Bohrung Vakuum anliegt.

Zum Auslösen der Ventilfunktion zwischen dem Hub des Sauggreifers und dem Ansaugen des anzusaugenden Bauteiles wird das Vakuum über eine Steuerkante an der zweiten Durchgangsbohrung im Zylindergehäuse an die zentrale Bohrung in der Kolbenstange angelegt.

Der besondere Vorteil dieses Sauggreifers liegt in den geringen Konstruktionsmaßen. Diese ergeben sich vor allem daraus, dass sowohl für den Hub als auch für das Ansaugen des anzusaugenden Teiles dieselbe Vakuumquelle verwendet wird. Die beiden Arbeitsgänge werden dabei nach nur einem Schaltsignal nacheinander selbständig ausgeführt.

In einer Ausführungsform des Sauggreifers befindet sich der Vakuumkanal in der Wand des Zylindergehäuses, das dann mit der Vakuumquelle verbunden ist.

Es ist aber auch möglich, dass das Zylindergehäuse in einer Transporteinrichtung angeordnet ist und sich der Vakuumkanal in dieser Transporteinrichtung befindet.

Sollen in einer Fertigungsanlage ein oder mehrere Bauteile von Sauggreifern angesaugt werden, um sie an eine weitere Bearbeitungsstation zu transportieren, wird der Sauggreifer in eine Position gegenüber dem anzusaugenden Teil gebracht und ein Schaltsignal ausgelöst. Dabei wird Vakuum über den Vakuumkanal in den Zylinderraum eingeleitet. Infolge der Druckdifferenz zwischen dem Atmosphärendruck und an der Außenseite des Kolbens und dem Unterdruck im Zylinderraum wird der Kolben gegen die Druckfeder gezogen und die Kolbenstange mit dem saugenden Element an das anzusaugende Teil gedrückt. Kurz vor Erreichen des Hubendes der Kolbenstange tritt eine Ventilfunktion in Kraft. Die radiale Bohrung erreicht eine Steuerkante an der zweiten Durchgangsbohrung im Zylindergehäuse und in die zentrale Bohrung der Kolbenstange wird Vakuum eingeleitet. Das Vakuum bewirkt, dass die Dichtkante am ansaugenden Element fest an dem anzusaugenden Teil angelegt wird. In dieser Stellung kann das anzusaugende Teil zu einer anderen Bearbeitungsstation transportiert werden. Hier wird das Teil in die erforderliche Position gebracht und das Vakuum durch ein erneutes Schaltsignal abgeschaltet. Der Druck im Zylinderraum steigt an und die Kolbenstange gleitet in das Zylindergehäuse zurück. Dadurch wird die zentrale Bohrung in der Kolbenstange vom Vakuum abgetrennt und das saugende Element löst sich von dem anzusaugenden Teil. Dieser Vorgang kann beschleunigt werden, wenn an den Vakuumkanal ein kurzer Blasimpuls angelegt wird.

Damit wird ein Sauggreifer bereitgestellt, der auch für den Transport kleiner Bauteile in Sondermaschinen und Taktstraßen eingesetzt werden kann. Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Sauggreifers ergeben sich aus der kleinen kompakten Bauweise, dem Anlegen nur einer Energieform und dem Zuführen nur eines Schaltsignals sowohl für den Hub als auch für das Ansaugen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand einiger Zeichnungen näher erläutert werden. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen in den einzelnen Zeichnungen gleiche oder ähnliche Teile.

Fig. 1 zeigt einen Sauggreifer entsprechend der vorliegenden Erfindung in gelöster Stellung;

Fig. 2 zeigt einen Sauggreifer entsprechend der vorliegenden Erfindung in angesaugter Stellung; und

Fig. 3 zeigt einen Sauggreifer entsprechend der vorliegenden Erfindung in Transportstellung.

In Fig. 1 ist der Sauggreifer entsprechend der vorliegenden Erfindung im Grundaufbau dargestellt. In einem Zylindergehäuse 1 befindet sich ein Zylinderraum 4 für Vakuum, der auf der einen Seite durch eine aus dem Zylindergehäuse 1 herausragenden Kolbenstange 3 abgedichtet wird. Am anderen Ende besitzt das Zylindergehäuse 1 eine Öffnung 6, die eine Verbindung zur Atmosphäre darstellt. An diesem Ende wird der Zylinderraum 4 für das Vakuum durch den an der Kolbenstange 3 befindlichen Kolben 2 abgedichtet. An dem aus dem Zylindergehäuse 1 herausragenden Ende der Kolbenstange 3 ist ein saugendes Element 12 befestigt. Im Innern des Zylindergehäuses 1 befindet sich eine Druckfeder 14, die den Kolben 2 im gelösten Zustand des Sauggreifers gegen die Öffnung 6 drückt. Das Zylindergehäuse 1 ist in eine Transportvorrichtung 17 eingeschraubt, in der sich ein Vakuumkanal 5 befindet, in dem zwei axial versetzte Durchgangsbohrungen 7, 8 im Zylindergehäuse 1 enden, wobei die eine Durchgangsbohrung 7 zum Zylinderraum 4 führt und ständig mit diesem verbunden ist. Die Kolbenstange 3 besitzt eine zum saugenden Element 12 hin offene zentrale Bohrung 9 mit einer radialen Bohrung 10, die bei der Bewegung der Kolbenstange 3 in der zweiten Hubstellung mit der Durchgangsbohrung 8 im Zylindergehäuse 1 verbunden ist.

Fig. 2 zeigt den Sauggreifer entsprechend der vorliegenden Erfindung in der Stellung, in der ein anzusaugendes Teil 12 angesaugt ist. In dieser Stellung der Kolbenstange 3 mit dem saugenden Element 13 steht die zentrale Bohrung 9 der Kolbenstange 3 über die radiale Bohrung 10 und die Durchgangsbohrung 8 im Zylindergehäuse 1 mit dem Vakuumkanal 5 in Verbindung. Das Vakuum für die Hubbewegung der Kolbenstange 3 wird dadurch gleichzeitig für das Ansaugen des anzusaugenden Teiles 12 verwendet.

Fig. 3 zeigt eine Schwenkbewegung der Transportvorrichtung 17, die für den Transport des Bauteiles 12 vorgesehen sein kann. Es ist aber auch möglich, eine Transportvorrichtung 17 einzusetzen, durch die eine geeignete Führung des Sauggreifers in eine geradlinigen, einer Auf- oder Abbewegung oder dergleichen durchgeführt wird.

Um ein anzusaugendes Teil 12 anzusaugen, wird das Vakuum an den Vakuumkanal 4 angelegt. Das Vakuum wird durch die Bohrung 7 in den Zylinderraum geleitet, wodurch der Kolben 2 infolge der Druckdifferenz zum atmosphärischen Druck gegen die Druckfeder 14 bewegt wird, so dass die Kolbenstange 3 aus dem Zylindergehäuse 1 heraus gedrückt wird. Kurz vor Erreichen des Hubendes tritt eine Ventilfunktion in Kraft, die von einer Steuerkante 15 an der Durchgangsbohrung 8 ausgelöst wird. Die Durchgangsbohrung 8 ist in dieser Stellung über die radiale Bohrung 10 mit der zentralen Bohrung 9 in der Kolbenstange 3 verbunden. Das Vakuum wird dadurch an das saugende Element 13 angelegt. Das saugende Element 13, das in dieser Stellung das anzusaugende Bauteil 12 erfaßt, wird evakuiert und das anzusaugende Bauteil 12 haftet über eine Dichtkante 16 an dem ansaugenden Element 13. Die Ventilfunktion verhindert das Einströmen von Luft, bevor die Dichtkante 16 an dem Bauteil 12 anliegt. Dadurch wird die Leistung des Vakuum-Volumenstromes im Gegensatz zu bekannten, speziell für poröse Stoffe ausgelegte Saugzylinder, die über Drosseln arbeiten, gering gehalten. Der Sauggreifer kann jetzt mit dem angesaugten Bauteil 12 in bekannter Weise angehoben, verschwenkt oder linear bewegt werden. Bei Abschalten des Vakuums fährt das saugende Element 13 selbsttätig durch die sich entspannende Druckfeder 14 zurück. Dieser Vorgang kann beschleunigt werden, wenn ein kurzer Blasimpuls an den Vakuumkanal 5 eingesetzt wird.

Zu Erläuterung der Erfindung wurde ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es ist zur weiteren Minimierung der Baugröße auch möglich, den Vakuumkanal 5 in die Wand des Zylindergehäuses 1 einzubetten.

Die Dichtkante 16 kann auch so ausgebildet werden, das auch solche anzusaugenden Teile 12 mit einer sphärischen Oberfläche angesaugt werden können.

Durch die starke Verringerung der Baugröße des Sauggreifers ist es so erstmals möglich, eine Vielzahl von Sauggreifern in einer Taktstraße für kleine Bauteile nebeneinander oder hintereinander anzuordnen.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Zylindergehäuse

2

Kolben

3

Kolbenstange

4

Zylinderraum

5

Vakuumkanal

6

Öffnung

7

erste Durchgangsbohrung

8

zweite Durchgangsbohrung

9

zentrale Bohrung

10

radiale Bohrung

11

Hub

12

anzusaugendes Teil

13

saugendes Element

14

Druckfeder

15

Steuerkante

16

Dichtkante

17

Transporteinrichtung

Claims

1. Sauggreifer mit einem Zylinder und einem Kolben zum Ausführen eines Saughubes mit einer ersten und einer zweiten Hubstellung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylindergehäuse (1) mit einem Zylinderraum (4) vorgesehen ist, das an dem einen Ende eine Öffnung (6) zum atmosphärischen Druck besitzt, gegen die der Zylinderraum (4) durch den von einer Druckfeder (14) vorgespannten Kolben (2) abgedichtet ist, und an dessen anderem Ende die Kolbenstange (3) zur Ausführung eines Hubes (11) herausragt, dass der Zylinderraum (4) über eine erste Durchgangsbohrung (7) im Zylindergehäuse (1) eine ständige Verbindung zum Vakuumkanal (5) aufweist, dass die Kolbenstange (3) an dem herausragenden Ende eine zentrale Bohrung (9) besitzt, die zum Ansaugen eines anzusaugenden Bauteiles (12) mit einem saugenden Element (13) verschlossen ist und am inneren Ende über eine radiale Bohrung (10) in der Kolbenstange (3) und eine zweite Durchgangsbohrung (8) im Zylindergehäuse (1) mit dem Vakuumkanal (5) verbindbar ist, das der Kolben (2) in der ersten Hubstellung an der Öffnung (6) anliegt und die radiale Bohrung (10) durch das Zylindergehäuse (1) verschlossen ist, so dass keine Verbindung zum Vakuumkanal (5) besteht, und in der zweiten Hubstellung durch Anlegen eines Vakuums an den Zylinderraum (4) der Kolben verschoben ist, so dass die radiale Bohrung (10) mit der zweiten Durchgangsbohrung (8) verbunden ist und an der zentralen Bohrung (9) Vakuum anliegt.

2. Sauggreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum über eine Steuerkante (15) an der zweiten Durchgangsbohrung (8) im Zylindergehäuse (1) an die zentrale Bohrung (9) in der Kolbenstange (3) geführt ist.

3. Sauggreifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Vakuumkanal (5) in der Wand des Zylindergehäuses (1) befindet.

4. Sauggreifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zylindergehäuse in einer Transportvorrichtung (17) angeordnet ist und sich der Vakuumkanal (5) in dieser Transportvorrichtung (17) befindet.

5. Sauggreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Vakuumkanal (5) eine Zuführung für einen Blasimpuls vorgesehen ist.