SE538312C2 - Objektavkännande ventil för vakuumgripdon. - Google Patents

Abstract

SAMMANDRAG En objektavkannande ventil ãr visad, och inrattad for att integreras i sugkanalen (3) av ett vakuumgripdon. Ventilen uppvisar en bojlig och kerfjadrande tunga (10) vars ena aide (11) ãr fixerad vid sidan av sugkanalen och vars andra ande (14) stracker sig fritt utanfOr sugkanalens mynning (8, 8'), varvid tungan dr dimensionerad att av ett luftflode (F) till sugkanalen tvingas att bOja sig mot sugkanalens mynning Mr att i belastat tillstand ofullstandigt tacka mynningen.

Description

TITEL Objektavkännande ventil för vakuumgripdon.

UPPFINNINGENS TEKNISKA OMRÅDE Uppfinningen hänför sig till en ventil avsedd att integreras i sugkanalen av ettvakuumgripdon, och inrättad att stänga sugkanalen med undantag för ettbegränsat läckflöde när vakuumgripdonet inte har kontakt med ett objekt, samt att öppna sugkanalen när vakuumgripdonet bringas i kontakt med ett objekt.

BAKGRUND OCH KÄND TEKNIK Vakuumgripdon som är inrättade för ett begränsat inflöde av omgivningsluft vidatmosfärtryck via en strypning av sugkanalens flödestvärsnitt är kända, ochutnyttjas ofta i gripdon som uppvisar ett flertal sugöppningar fördelade över en ytaoch vilka försörjs gemensamt från en vakuumkälla. Sugöppningarna kan tillexempel vara anordnade i rader och kolumner i matrisform, eller i form avkoncentriska cirklar, eller anordnade i en enstaka rad. En grupp av sugöppningarär på detta sätt anslutna till en gemensam vakuumkammare i vakuumgripdonet, vilket i olika utföranden kan liknas vid en platta eller en balk.

Vakuumgripdon av denna typ är lämpliga till exempel vid hantering av objekt varsform och/ eller storlek kan variera, eller vid samtidig hantering av ett flertal objekt,såsom en grupp av objekt som skall fångas eller avlämnas i sinsemellan bestämdapositioner. Strypningen av sugkanalerna säkerställer att ett användbart arbetstryckkan upprättas i vakuumgripdonet också om en eller flera av sugöppningarna inteutnyttjas i det enskilda fallet, och således läcker in omgivningstryck i vakuumkammaren.

Denna tekniska handlingsregel förutsätter en överkapacitet hos vakuumkällan,vilken typiskt drivs med en överdimensionerad effekt och energiförbrukning för att kompensera för den förlust i verkningsgrad som orsakas av läckflödet.

Strypningen i sugkanalen kan vara av fast, oföränderlig typ och därmed okänslig förnärvaron av ett objekt. En nackdel med detta utförande är att evakueringen av luftmellan gripdon och objekt sker jämförelsevis långsamt via ett begränsat flödestvär-snitt i sugkanalen. En annan nackdel som orsakas av ett reducerat luftflöde via en fast strypning i sugkanalen är en motsvarande tröghet vid lossning av gripdonet från objektet. För att förbättra dynamiken hos systemet och korta arbetscykel-tiderna kan den fasta strypningen dimensioneras för större flöde, vilket förstås medför en motsvarande förhöjd energiförbrukning i vakuumgeneratorn.

Ett annat sätt att förbättra systemets dynamik är att i sugkanalen integrera enobjektavkännande ventil som dels är inrättad att tillåta endast ett begränsatluftflöde in i sugkanalen när vakuumgripdonet inte har kontakt med ett objekt, ochdels är inrättad att öppna sugkanalen för ett obehindrat flöde när vakuumgripdonetbringas i kontakt med ett objekt respektive vid lossning av objektet från vakuum- gripdonet.

En känd objektavkännande ventil för vakuumgripdon innefattar en mot ett säteofullständigt tätande kula vilken av ett inströmmande flöde sugs fast i sätet ochsom när gripdonet bringas i kontakt med ett objekt, och flödet sålunda reduceraseller upphör, faller ut ur sätet och öppnar sugkanalen. En nackdel med dennakända läckventil är att dess funktion är beroende av ventilens rumsliga orientering, eftersom kulan orsakas av gravitationskraften att lossa ur sätet.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGENUppfinningen syftar generellt till att anvisa ett dynamiskt vakuumsystem med korta arbetscykeltider och optimerad energiförbrukning.

Uppfinningen syftar specifikt till att tillhandahålla en objektavkännande ventil förvakuumgripdon, vilken ventil undviker de nackdelar som diskuterats ovan i samband med kända lösningar.

Syftet möts i form av en objektavkännande ventil inrättad för att integreras isugkanalen av ett vakuumgripdon, vilken ventil har en böjlig och återfjädrandetunga vars ena ände är fixerad vid sidan av sugkanalen och vars andra ändesträcker sig fritt utanför sugkanalens mynning, varvid tungan är dimensionerad attav ett luftflöde till sugkanalen tvingas att böja sig mot sugkanalens mynning och i belastat tillstånd ofullständigt täcka mynningen.

Ventiltungans inneboende återfjädringskraft verkar för att förspänna ventilen motett öppet läge för ett obehindrat flöde genom ventilen, medan luftflödet tillsugkanalen skapar ett tryckfall på denna sida av tungan som verkar för att dra tungan inåt mot sugkanalmynningen. Ventilens är således oberoende av rumslig orientering för sin funktion. Eftersom tungan i sitt belastade tillstånd ej fullständigttäcker sugkanalmynningen bibehålls ett läckflöde och en tryckskillnad somkvarhåller tungan i dess belastade läge tills gripdonet bringas i kontakt med ettobjekt, varvid flödet och tryckskillnaden upphör och tungan återfjädrar till sitt ursprungsläge.

Det inses att funktionen är till viss del beroende av tungans elasticitet och attdimensionering och val av material i tungan är parametrar som skall beaktas för attsäkerställa den tekniska effekten. Då både arbetstryck och flöde kan variera mellanolika vakuumsystem saknar det emellertid mening att här ange någon närmarespecifikation som gäller för en enstaka implementering av uppfinningen. Blandkommersiellt tillgängliga material finns dock ett antal lämpliga kandidater i form avplaster, elastomerer, gummin eller gummiblandningar som kan utnyttjas förändamålet. Genom sin erfarenhet av dylika materials egenskaper och uppträdande iexempelvis sugkoppar och bälgar kan det förutses att fackmannen har godakunskaper och möjligheter att utprova och bestämma material och dimensioner som säkerställer tungans funktion i en given tillämpning.

Det är föredraget att läckflödet upprättas via en spalt som bildas genom att längdenav en böjlig del av tungan, sett i riktning mot tungans fria ände, är mindre änsugkanalmynningens utsträckning i samma riktning. Ett läckflöde kan dockalternativt upprättas via en på annat sätt bildad spalt i tungans ofullständigt täckande position över sugkanalmynningen, såsom utmed en långsida av tungan.

Det är vidare fördelaktigt om sugkanalen mynnar i en konveXt krökt eller bågformigyta som på motstående sidor om mynningen bildar stödytor för tungan i dessbelastade tillstånd. Tungan genomgår därmed en kontrollerad och successivdeformation till och från det belastade läget, och utförandet reducerar risken för utmattningsbrott hos tungan.

Utförandet med en utåt från sugkanalen krökt stödyta för tungan medför också atttungans längd, såväl som stödytans och sugkanalmynningens mått i sammariktning kan ökas, sett i ett plan som visar tungans verkliga längd. Detta kan varaav fördel exempelvis när uppfinningen implementeras i vakuumgriporgan av mindredimensioner.

Tungan kan därvid vara anordnad vid sidan av sugkanalen med sådan riktning isitt obelastade tillstånd, att tungans fria ände sträcker sig innanför sugkanalens tänkta förlängning utanför sugkanalmynningen, sett i nämnda plan.

I ett fördelaktigt utförande är sugkanalens mynning realiserad i form av en ellerflera slitsar vars bredd tvärs flödesriktningen minskar i riktning från den ände avmynningen som är närliggande till tungans infästning vid sidan av sugkanalen, tillden motstående änden i vilken läckflödesspalten formas i tungans ofullständigttäckande läge. Utförandet resulterar i ett med ökande tryckfall över ventilen gradvisminskande flöde genom en sugkanalmynning som uppvisar ett successivtavtagande flödestvärsnitt i tungans längdriktning. En verkan av att sugkanal-mynningen uppvisar ett på angivet sätt successivt avtagande flödestvärsnitt itungans längdriktning är att ventilens förmåga att reagera för närvaron av ettobjekt ökar, genom att tungans känslighet och återfjädring som svar på en minskning av tryckfallet över ventilen ökar i proportion till tungans böjningsgrad.

Det är vidare fördelaktigt om tungan är formad med förstärkningar som ökartungans böjningsmotstånd och styvhet i en riktning tvärs den avsedda böjnings-riktningen vid belastning/ böjning av tungan. Sådana förstärkningar kan alternativtbestå av i tungan integrerade element av styvare material, eller utgöras av försty- vande ribbor formade på en sida av tungan.

Den objektavkännande ventilen kan vara utformad för att som en enhet, inne-fattande sugkanalmynning och tillhörande tunga, integreras i ett vakuumgripdonssugkanal. Denna enhet kan monteras i sugkanalen där densamma öppnar sig igriporganet, eller infogas i sugkanalen eller integreras såsom en del av sugkanalen ett stycke in i densamma.

Ytterligare detaljer och fördelar i uppfinningen framgår av nedanstående detaljerade beskrivning.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARUtföringsexempel av uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifogade schematiska ritningar, av vilkaFig. 1 visar ett partiellt bortbrutet tvärsnitt genom ett vakuumgriporgan medsugkopp och med en i en sugkanal genom vakuumgriporganet integrerad objekt- avkännande ventil enligt uppfinningen, Fig. 2 visar ventilen av Fig. 1 i en sidovy, och Fig. 3 visar samma ventil i en vy ovanifrån.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSEXEMPEL För att illustrera uppfinningen visas i Fig. 1 ett vakuumgriporgan som i detta fallinnefattar en hållare 1 för en sugkopp 2. Vakuum framleds till sugkoppen via en ihållaren mynnande sugkanal 3, som har flödesförbindelse med en inte närmarevisad vakuumkälla P. I hållaren 1 är anordnad en objektavkännande ventil 4 enligt föreliggande uppfinning.

Ventilen 4 innefattar en kropp 5 med en genomgående kanal 6. Ventilkroppen 5 ärmottagen i hållaren 1 på sådant sätt att kanalen 6 genom ventilkroppen bildar enfortsättning av sugkanalen 3, medan luftflöde mellan ventilkroppen och hållarenförhindras genom en tät passning, och alternativt med hjälp av ett infogat tätningselement 7 såsom schematiskt åskådliggörs i Fig. 1.

I monterat läge kan ventilen 4 och dess genomgående kanal 6 betraktas som enintegrerad del av sugkanalen 3, vilken på detta sätt tillhandahålls en mynning 8 iutsidan av ventilkroppen 5. I utföringseXemplet definieras sugkanalmynningen 8mellan utåt krökta eller bågformade ytor 9 i ventilkroppens ände, vilka ytor 9 bildarstödytor för en vid sidan av sugkanalen förankrad tunga 10. Genom att sugkanalenpå illustrerat sätt mynnar i en utåt krökt konveX yta kan såväl tungans somsugkanalmynningens och stödytornas längd i tvärsnittsplanet A-A ökas, inom densugkanaldiameter som står till buds. I sitt obelastade tillstånd kan tungan 10 varariktad att med sin fria ände sträcka sig innanför en tänkt förlängning av sugkanalen utanför mynningen 8.

Tungan 10 är såsom redan nämnts utförd av ett elastiskt material som vid böjningsträvar att återgå till sin ursprungliga form. Tungan 10, som lämpligen har enfyrsidig och rektangulär form, är förankrad i ventilkroppen 5 vid sidan avsugkanalen genom ventilkroppen. I det visade utförandet är ett ändområde 1 1 avtungan sidledes inskjutet i ett i ventilkroppen format spår 12 (se Fig. 3, vari spårets12 ändområden är synliga utanför den med streckprickad linje indikerade tungan10). Tungan 10 kan vara fixerad på godtyckligt sätt i spåret 12. I det visadeutförandet är tungan fixerad genom att spårets tvärsnittsprof1l är anpassad till enås eller ribba 13, som löper längs tungans kant i tungans breddriktning. Ett antal motsvarande ribbor 13 är fördelade över samma sida av tungan, och löper lämpligen parallellt i tungans breddriktning i form av förstyvningar som ökar tungans böjningsmotstånd i denna riktning.

I tungans obelastade tillstånd sträcker sig tungans fria ände 14 utanför sugkana-lens mynning 8. Vid anslutning av vakuumgriporganet till en vakuumkälla Pframkallar ett luftflöde F till sugkanalen en tryckdifferens PSUB/ PATM över tungansom tvingar tungan att böja sig in i luftflödet. Vid ett visst uppnått undertryck isugkanalen sugs tungan in mot sugkanalmynningen i hela sin längd. Strypningenav flödet till sugkanalen sker med andra ord successivt och proportionellt till ökningen av differentialtrycket.

I tungans fullständigt nedböjda tillstånd stöds tungan av de krökta ytorna 9 på sättsom i Fig. 1 illustreras med streckade linjer. I detta tillstånd täcker tungan sug-kanalmynningen med undantag för en spalt 15 som bildas till följd av att tunganslängd i tvärsnittsplanet A-A är kortare än längden av sugkanalmynningen i samma plan.

Genom spalten 15 upprättas på detta sätt ett konstant och bestämbart flöde vidden vakuumnivå som krävs för fullständig böjning av tungan 10 i hela dess böjligalängd. Läckflödets storlek för en ventil med given area hos spalten 15 kan påverkasgenom val av elasticitet hos tungan 10: ju styvare tunga, desto högre flöde vid en given vakuumnivå eftersom kraften som krävs för att "stänga" ventilen ökar.

Ventilens 4 känslighet och förmåga att reagera för närvaron av ett objekt kan enligtett särskilt föredraget utförande, se Fig. 3, ökas om sugkanalens mynning realiserasi form av en eller flera slitsar 8, 8' vars bredd W tvärs flödesriktningen F minskargradvis i riktning från den ände av mynningen som är närliggande till tungansinfästning 12 vid sidan av sugkanalen, till den motstående änden i vilken läckflö- desspalten formas i tungans ofullständigt täckande läge.

Ventilen 4 kan således anpassas för olika flöden och vakuumnivåer också utan attdess fysiska dimensioner förändras. Någon slutsats beträffande ventilens inbygg-nadsmått kan emellertid ej dras från bifogade ritningsfigurer, som endast schema-tiskt visar ett utföringsexempel av ventilen. Närmare bestämt kan ventilen 4 i vissatillämpningar ha sådana yttre dimensioner att den lämpar sig för inbyggnad i ettvakuumgriporgans sugkanal, istället för i en hållare till en sugkopp på sätt som illustreras i Fig. 1. Icke desto mindre kan dock ventilen betraktas som en integrerad del av sugkanalen emedan den i båda fallen tillhandahåller en mynning för sugkanalen.

Claims (4)

PATENTKRAV

1. Objektavkannande ventil (4) inrattad fOr att integreras i en sugkanal (3) av ett vakuumgripdon, innefattande dels en ventilkropp (5) med en genomgdende kanal (6), som i monterat lage bildar en fortsattning av sugkanalen (3), och en mynning (8, 8") pa den genomgdende kanalen (6) i utsidan av ventilkroppen (5), och dels en bojlig och aterfjddrande tunga (10) vars ena ande (11) är fixerad vid sidan av kanalen (6) genom ventilkroppen (5) och vars andra ande (14) stracker sig fritt utanfOr sugkanalens mynning (8, 8'), varvid tungan är dimensionerad att av ett luftflode (F) till sugkanalen tvingas att i ett av namnda luftflode (F) belastat tillstAnd bOja sig mot sugkanalens mynning och darvid ofullstandigt tacka mynningen, kannetecknad av att sugkanalen mynnar i en konvext bagformig yta som pa motstaende sidor om mynningen bildar bagformade stOdytor (9) fOr tungan i dess bOjda tillstand, samt av att langden av en bOjlig del av tungan, sett i riktning mot tungans fria ande (14) och i ett tvdrsnittsplan (A-A) som visar tungans verkliga langd, är mindre an sugkanalmynningens (8, 8') utstrackning i samma plan.

2. Ventil enligt krav 1, kannetecknad av att sugkanalens mynning (8, 8') uppvisar en bredd (w) tvars flOdesriktningen (F) som minskar gradvis i riktning fran den ande av mynningen som är narliggande till en infastning (12) for tungan vid sidan av sugkanalen.

3. Ventil enligt nagot av fOregaende krav, kannetecknad av att tungan (10) i ett av luftflOdet (F) obelastat tillstand stracker sig med sin fria ande (14) innanfor sugkanalens tankta forlangning utanfor mynningen i namnda plan (A-A).

4. Ventil enligt nagot av fOregaende krav, kannetecknad av att tungan (10) ãr utfOrd av ett elastiskt material och uppvisar fOrstarkningar (13) som okar tungans bojningsmotstand i en riktning tvars Onskad bojningsriktning. 8 J A .... k,. 1' \ /7( \.....