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    • 专利摘要:
    DieErfindung betrifft eine Saugvorrichtung mit mindestens einem mitUnterdruck beaufschlagbaren Haltekopf (28) und mit einer Unterdruckerzeugungseinrichtung(25) zum Erzeugen des Unterdruckes in einem Ansaugbereich (27) desmindestens einen Haltekopfs (28), wobei ein Gegenstand (24) durchden Unterdruck an den mindestens einen Haltekopf (28) angesaugt wird.Die Unterdruckerzeugungseinrichtung (25) weist einen elektrischenLineardirektantrieb (26) zur Erzeugung des Unterdrucks auf. EinLäufer(32) des Lineardirektantriebs (26) bildet einen relativ zu dem mindestenseinen Haltekopf (28) beweglichen Druckkolben (31) zur Erzeugungdes Unterdrucks.
    公开号:DE102004017898A1
    申请号:DE200410017898
    申请日:2004-04-13
    公开日:2005-11-03
    发明作者:Michael SCHÖTTNER
    申请人:Festo AG and Co KG；
    IPC主号:B25J15-06
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Saugvorrichtung mit mindestens einem mitUnterdruck beaufschlagbaren Haltekopf und mit einer Unterdruckerzeugungseinrichtungzum Erzeugen des Unterdruckes in einem Ansaugbereich des mindestenseinen Haltekopfs, wobei ein Gegenstand durch den Unterdruck an denmindestens einen Haltekopf angesaugt wird. Die Erfindung betrifftferner eine damit ausgestattete Handhabungsvorrichtung.
    [0002] Einederartige Saugvorrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung25 49 514 bekannt. Dieses Dokument beschreibt Saugvorrichtungen,die Unterdruckerzeugungseinrichtungen enthalten. Die Saugvorrichtungensind an einem Förderbandbefestigt und dienen zum Ansaugen und Weiterfördern von Bechern. Die Saugvorrichtungen undsomit auch die Unterdruckerzeugungseinrichtungen werden durch vonaußenangreifende mechanische Kräftebetätigt,nämlichdurch Steuerschienen, die in Nuten an den Unterdruckerzeugungseinrichtungeneingreifen und somit einen Haltekopf relativ zu einem Basisteilder Saugvorrichtung bewegen. Durch die Relativbewegung wird eineUnterdruckkammer im Innern der Saugvorrichtung verkleinert und somitin einem mit der Unterdruckkammer durch Kanäle verbundenen Ansaugbereichdes Haltekopfs ein Unterdruck zum Ansaugen eines Gegenstandes, imkonkreten Fall eines Bechers, erzeugt.
    [0003] Nunist es in vielen Anwendungsfällennicht möglich,dass mechanische Kräftevon außenan Saugvorrichtungen angreifen. Häufig verwendet man dann pneumatischeSaugvorrichtungen, bei denen eine von der Saugvorrichtung abgesetztepneumatische Vakuumerzeugungsvorrichtung den Unterdruck erzeugt.Die Saugvorrichtung und die Vakuumerzeugungsvorrichtung sind mittelseines oder mehrerer Druckluftschläuche verbunden. Derartige Schläuche behindernjedoch den Bewegungsspielraum der Saugvorrichtung, insbesonderedann, wenn sie einen Bestandteil einer Handhabungsvorrichtung bildet. Fernerist das zusätzlicheAggregat in Gestalt der Vakuumerzeugungsvorrichtung notwendig.
    [0004] Inder DE 101 50 126A1 ist eine Saugvorrichtung beschrieben, bei der ein piezo-elektrischer Biegewandlereinen zum Ansaugen eines Gegenstandes durch einen Haltekopf erforderlichenUnterdruck erzeugt. Die Haltekräftesind allerdings sehr gering, weil der Biegewandler lediglich einengeringen Unterdruck erzeugen kann.
    [0005] Esist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine flexibeleinsetzbare Saugvorrichtung mit verhältnismäßig großen Saugkräften bereitzustellen. Fernersoll eine mit einer derartigen Saugvorrichtung ausgestattete Haltevorrichtungbereitgestellt werden.
    [0006] ZurLösungder Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Saugvorrichtung der eingangsgenannten Art vor, dass die Unterdruckerzeugungseinrichtung einenelektrischen Lineardirektantrieb zur Erzeugung des Unterdrucks aufweist,und dass ein Läuferdes Lineardirektantriebs einen relativ zu dem mindestens einen Haltekopfbeweglichen Druckkolben zur Erzeugung des Unterdrucks bildet. ZurLösungder Aufgabe ist ferner eine mit einer erfindungsgemäßen Saugvorrichtungausgestattete Handhabungsvorrichtung vorgesehen.
    [0007] Dieerfindungsgemäße Saugvorrichtung bautkompakt. Zur elektrischen Stromversorgung oder Steuerung benötigt siezwar elektrische Leitungen, die aber wesentlich flexibler sind alsbeispielsweise Druckluftschläuche.Eine zentrale, separate Druckerzeugungsvorrichtung ist nicht erforderlich. DerLineardirektantrieb kann auf verhältnismäßig einfache Weise gesteuertund/oder geregelt werden, sodass die Druckverhältnisse im Ansaugbereich des Haltekopfseinfach beeinflussbar sind. Der Lineardirektantrieb stellt verhältnismäßig große Antriebskräfte bereit,sodass großeAnsaugkräftemöglichsind. Es könnendementsprechend verhältnismäßig schwereGegenständeangesaugt werden. Gegenübereinem piezoelektrischen Antrieb sind die Antriebskräfte einesLineardirektantriebes wesentlich größer. In Abhängigkeit der benötigten Druckverhältnissebzw. Ansaugkraft kann der Verstellweg des Läufers bzw. Druckkolbens entsprechendlang ausgelegt sein.
    [0008] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus denabhängigenAnsprüchensowie aus der Beschreibung.
    [0009] DerHaltekopf und die Unterdruckerzeugungseinrichtung sind zweckmäßigerweiseaxial hintereinander angeordnet. Dies ermöglicht optimale Strömungsverhältnisse.
    [0010] DerHaltekopf begrenzt vorteilhafterweise eine Unterdruckkammer derUnterdruckerzeugungseinrichtung, wenn er einen Gegenstand ansaugt.Der Läuferbzw. Druckkolben dient zur Vergrößerung bzw.Verkleinerung des Volumens der Unterdruckkammer, sodass die Druckverhältnisseim Ansaugbereich des Haltekopfs durch Verstellen des Läufers bzw.Druckkolbens beeinflussbar sind.
    [0011] DieUnterdruckerzeugungseinrichtung und der Haltekopf bilden zweckmäßigerweiseeine integrale Baueinheit. Beispielsweise ist die Unterdruckerzeugungseinrichtungin einem Gehäuseder Saugvorrichtung angeordnet, an dem der Haltekopf angebrachtist. Der Haltekopf ist zweckmäßigerweise lösbar ander Saugvorrichtung bzw. an deren Gehäuse befestigt, beispielsweisegeschraubt, geklemmt oder dergleichen. Dadurch ist es z.B. möglich, einen durchGebrauch verschlissenen Haltekopf auszuwechseln bzw. einen für die jeweiligenVerhältnisse optimalen Haltekopfan der Saugvorrichtung anzuordnen. Der Haltekopf besteht vorzugsweiseaus flexiblem Material, beispielsweise Kunststoff, Weichpolymeroder dergleichen. Es versteht sich, dass auch Verstärkungselementeim Haltekopf enthalten sein können.
    [0012] DerLäuferdes Lineardirektantriebes ist vorteilhafterweise in zwei zueinanderentgegengesetzten Richtungen antreibbar. In einer Richtung erzeugt erUnterdruck im Bereich des Haltekopfs. In entgegengesetzter Bewegungsrichtungsorgt er fürausgeglichene Druckverhältnisseim Ansaugbereich des Haltekopfs, sodass ein durch den Haltekopfangesaugter Gegenstand freigegeben wird. Besonders bevorzugt istes aber, dass der Läuferbei dieser zweiten Bewegung Überdruckim Ansaugbereich des Haltekopfs erzeugt, sodass ein angesaugterGegenstand vom Haltekopf abgestoßen wird, sozusagen weg- oderabgeblasen wird.
    [0013] Vorzugsweiseist ein Auslass an der Unterdruckerzeugungseinrichtung bzw. an derSaugvorrichtung vorhanden, durch den Druckluft beim Erzeugen vonUnterdruck auf Seiten des Haltekopfs ausgestoßen werden kann. Dieser Auslassbefindet sich zweckmäßigerweisean der dem Haltekopf entgegengesetzten Seite der Saugvorrichtung.Der Läufer bzw.der Druckkolben kann dementsprechend durch diesen Auslass Luft ausstoßen, wenner den Unterdruck im Ansaugbereich des Haltekopfs erzeugt.
    [0014] Zwischeneiner Unterdruckkammer der Unterdruckerzeugungseinrichtung und demAnsaugbereich des Haltekopfs sind vorteilhafterweise einer odermehrere Verbindungskanälevorhanden. Besonders bevorzugt ist, wenn der Leitungsquerschnittdes Verbindungskanals möglichstgroß ist,um Strömungsverlustemöglichstgering zu halten. Die Unterdruckkammer kann prinzipiell den Ansaugbereich desHaltekopfs sozusagen integral bilden.
    [0015] DerLäuferdes Lineardirektantriebs ist vorteilhafterweise durch einen Permanentmagnetengebildet oder enthälteine Permanentmagnetanordnung. Es versteht sich, dass prinzipiellauch ein elektrisch erregter Läufermöglichist. Der Lineardirektantrieb weist vorteilhafterweise eine Erreger-Spulenanordnung auf,die entsprechend der Bewegungsrichtung des Läufers aneinandergereihte Spulenenthält. Durchsequentielles Bestromen der Spulen wird der Läufer in der gewünschtenBewegungsrichtung angetrieben, bei der er beispielsweise Unterdruckim Ansaugbereich des Haltekopfs erzeugt.
    [0016] Wiebereits erläutert,sind bei dem elektrischen Lineardirektantriebsprinzip vielfältige Steuerungsmöglichkeitenund Regelungsmöglichkeitengegeben. Dem Lineardirektantrieb ist daher zweckmäßigerweiseeine Steuereinrichtung zugeordnet. Die Steuereinrichtung bildetvorteilhafterweise zumindest teilweise einen Bestandteil der erfindungsgemäßen Saugvorrichtung.In der Steuereinrichtung zum Steuern des Lineardirektantriebes istvorteilhafterweise eine Regelungseinrich tung enthalten. Die Regelungseinrichtungdient zweckmäßigerweisezur Kraftregelung des Lineardirektantriebes, sodass auf diesem Wegedie Druckverhältnisseim Ansaugbereich des Haltekopfes regelbar sind. Die Regelungseinrichtungsteuert den Lineardirektantrieb vorteilhafterweise zum Ausgleicheiner Leckage im Bereich des Haltekopfes an. Beispielsweise können zwischen demaufzunehmenden Gegenstand und dem Haltekopf Undichtigkeiten auftreten,beispielsweise wenn eine Kontaktoberfläche des Gegenstandes, an der derHaltekopf angreift, rau, uneben oder dergleichen ist.
    [0017] Vorteilhafterweiseist bei der Saugvorrichtung mindestens ein Drucksensor vorhanden,der den Druck im Ansaugbereich des Haltekopfs erfassen und zweckmäßigerweiseder erfindungsgemäßen Steuereinrichtungbzw. Regelungseinrichtung Druckmesswerte übermitteln kann. Der Drucksensor kannunmittelbar im Bereich des Haltekopfs, aber auch in einer Unterdruckkammerder Unterdruckerzeugungseinrichtung angeordnet sein. Anhand der durchden Drucksensor gemeldeten Druckmesswerte ist die Regelungseinrichtungin der Lage, konstante oder im Wesentlichen konstante Druckverhältnisse imAnsaugbereich des Haltekopfs durch entsprechende Ansteuerung desLineardirektantriebes herzustellen. Es versteht sich, dass alternativoder in Ergänzungzu einem Drucksensor auch Kraftsensoren, insbesondere im Bereichdes Haltekopfs, vorgesehen sein können. Mit derartigen Kraftsensorenist die entsprechende Ansaugkraft, mit der ein Gegenstand an denHaltekopf angesaugt ist, erfassbar.
    [0018] Anhandder jeweiligen Kraftmesswerte ist der elektrische Lineardirektantriebsteuerbar und/oder regelbar.
    [0019] Dieerfindungsgemäße Handhabungsvorrichtung,die eine oder mehrere erfindungsgemäße Saugvorrichtungen aufweist,enthältbeispielsweise einen oder mehrere Linearantriebe und/oder einen odermehrere Rotationsantriebe, um die Saugvorrichtung(en) zu positionieren.Die Positionierantriebe sind beispielsweise fluidtechnisch, insbesondere pneumatisch,betrieben. Besonders bevorzugt ist jedoch eine ausschließlich elektrischeVariante, bei der der oder die Positionierantriebe elektrisch betreibbar sind.Die Saugvorrichtung(en) sind beispielsweise an dem oder den Abtriebsteileneiner Positionier-Antriebseinheitangeordnet.
    [0020] Nachfolgendwird ein Ausführungsbeispiel derErfindung anhand der Zeichnung nähererläutert. Eszeigen:
    [0021] 1 eineerfindungsgemäße Handhabungsvorrichtungmit einer erfindungsgemäßen Saugvorrichtungin schematischer, teilweise geschnittener Darstellung,
    [0022] 2 dieHandhabungsvorrichtung gemäß 1 ineiner schematischen perspektivischen Ansicht, und
    [0023] 3 eineQuerschnittsansicht der Saugvorrichtung gemäß 1 und 2.
    [0024] Einein den 1 und 2 gezeigte Handhabungsvorrichtung 10 weisteine Positionier-Antriebseinheit 11 auf, an deren Abtriebsteil 12 eine Saugvorrichtung 13 angeordnetist. Die Antriebseinheit 11 ist ein Linearantrieb. DieAntriebseinheit 11 ist im vorliegenden Fall fluidtechnisch,beispielsweise pneumatisch, betreibbar, wobei alternativ eine elektrischeBauform möglichist. Das Abtriebsteil 12 ist z.B. eine Kolbenstange, dieaus einem Gehäuse 14 derAntriebseinheit 11 bei entsprechender Druckluftbeaufschlagungbzw. Entlüftungaus dem Gehäuse 14 ausfährt bzw.in dieses einfährt.Das Abtriebsteil 12 ist an einem Kolben 15 angeordnet,der in dem Gehäuse 14 ineiner Längsrichtung 16 hinund her beweglich ist. Der Kolben 15 unterteilt eine Kammer 17 imGehäuse 14 inArbeitskammern 18, 19, die mittels einer Steuerventilanordnung 20 mitDruck beaufschlagbar bzw. entlüftbarsind. Die Steuerventilanordnung 20, beispielsweise ein4/2-Wegeventil, ist mit einer Druckluftquelle 21 sowie über Leitungen 22, 23 mitden Arbeitskammern 18, 19 verbunden. Wenn dieSteuerventilanordnung 20 die Arbeitskammer 18 mitDruckluft beaufschlagt und die Arbeitskammer 19 entlüftet, fährt dasAbtriebsteil 12 in das Gehäuse 14 ein, bei Druckluftbeaufschlagungder Arbeitskammer 19 und Entlüftung der Arbeitskammer 18 ausdem Gehäuse 14 aus.Die am freien Ende des Abtriebsteils 12 befestigte Saugvorrichtung 13 führt eineentsprechende Längsbewegungin Längsrichtung 16 durch.
    [0025] DieSaugvorrichtung 13 dient zum Anheben bzw. Ablegen von Gegenständen, zumBeispiel eines plattenartigen Gegenstandes 24. Die Saugvorrichtung 13,die man auch als Vakuumsauger bezeichnen kann, enthält eineUnterdruckerzeugungseinrichtung 25 mit einem elektrischenLineardirektantrieb 26 zur Erzeugung von Unterdruck ineinem Ansaugbereich 27 eines Haltekopfes 28.
    [0026] DerHaltekopf 28, der vorzugsweise aus flexiblem, insbesondereelastischem Material, zum Beispiel Kunststoff, Gummi oder dergleichen,besteht, ist an der Unterseite eines Gehäuses 29 der Saugvorrichtung 13 angeordnet,beispielsweise angeschraubt, angeklebt, angeklemmt oder dergleichen. ImGehäuse 29 isteine Unterdruckkammer oder Arbeitskammer 30 ausgebildet.Die Unterdruckkammer 30 wird oben von einem als Arbeitskolbenoder Druckkolben 31 ausgestalteten, entlang der Achse 36 beweglichenLäufer 32 desLineardirektantriebs 26, seitlich von dem Gehäuse 29 undunterseitig durch den Haltekopf 28 begrenzt. Die Unterdruckkammer 30 ist über einenVerbindungskanal 33 fluidtechnisch mit dem Ansaugbereich 27 verbunden.Der Verbindungskanal 33 ist an der Oberseite des Haltekopfs 28 ausgebildet.Ferner befindet sich am Außenumfangdes Druckkolbens 31 eine Dichtung 40, die an einerInnenwand 41 des Gehäuses 29 anliegt.
    [0027] DerHaltekopf 28 weist eine an das Gehäuse 29 z.B. angeschraubteoder angeklebte Montageplatte 34, beispielsweise aus Metalloder hartem Kunststoff, sowie einen flexiblen Fuß oder Schuh 35 auf, derin Gebrauchsstellung auf dem Gegens tand 24 aufliegt undmit diesem eine im Wesentlichen druckdichte Verbindung bildet.
    [0028] DieUnterdruckerzeugungseinrichtung 25 und der Haltekopf 28 sindbeim Ausführungsbeispiel inaxialer Richtung hintereinander entlang der Bewegungs-Achse 36 desDruckkolbens 31 angeordnet.
    [0029] BeimAusführungsbeispielweist die Saugvorrichtung 13 eine um die Achse 36 imWesentlichen rotationssymmetrische, beispielsweise zylindrischeGestalt auf, wobei ohne weiteres auch andere geometrische Ausgestaltungenmöglichsind.
    [0030] DerLäufer 32 istbeim Ausführungsbeispiel alsPermanentmagnet ausgestaltet bzw. weist eine Permanentmagnetanordnungauf, wobei beispielsweise der magnetische Nordpol N und der magnetischeSüdpolS des Läufers 32 entsprechendder Achse 36 orientiert sind. Es versteht sich, dass auchandere Polungen prinzipiell möglichsind. Mittels einer Erregermagnetanordnung 37 des Lineardirektantriebes 26 istder Läufer 31 inRichtung der Achse 36 hin und her bzw. auf und ab bewegbar.Die Erregermagnetanordnung 37 ist beispielsweise in dasGehäuse 29 integriert,beispielsweise zwischen Wandungen des Gehäuses 29 angeordnet.
    [0031] DieErregermagnetanordnung 37 enthält mehrere, in Richtung derAchse 36 aneinander gereihte elektrische Spulen 38.Eine Bestromungseinrichtung 39 bestromt die Spulen 38 derart,dass ein magnetisches Wanderfeld entsteht. Durch dieses magnetischeWanderfeld wird der Läufer 32 inAchsrichtung 36 hin und her bzw. auf und ab bewegt.
    [0032] Beieiner Bewegung des Arbeits- bzw. Druckkolbens 31 von demHaltekopf 28 weg wird das Volumen der Unterdruckkammer 30 vergrößert. Wennder Haltekopf 28 dabei auf dem Gegenstand 24 aufliegt, bildetsich eine im Wesentlichen druckdichte Verbindung zwischen dem Gegenstand 24 unddem flexiblen Schuh 35 des Haltekopfes 28 aus.Dementsprechend ist die Unterdruckkammer 30 im Wesentlichen druckdichtgeschlossen, wenn der Haltekopf 28 auf dem Gegenstand 24 aufsitzt.Wenn sich dann der Druckkolben 31 bzw. Läufer 32 nachoben bewegt und das Volumen der Unterdruckkammer 30 vergrößert wird,bildet sich ein Unterdruck im Bereich der Unterdruckkammer 30 undsomit auch im Ansaugbereich 27 aus. Der Gegenstand 24 wirddann angesaugt. Bei entsprechend umgekehrter Bestromung der Erregermagnetanordnung 27 bewegtsich der Läufer 32 nachunten, wobei das Volumen in der Unterdruckkammer 30 wiederverkleinert wird. Der Unterdruck in der Unterdruckkammer 30 unddem Ansaugbereich 27 nimmt ab, bis schließlich ausgeglicheneDruckverhältnisseeintreten, bei denen der Gegenstand 24 vom Haltekopf 28 bzw.der Saugvorrichtung 13 freigegeben wird. Besonders bevorzugt istes, dass der Läufer 32 mitverhältnismäßig großer Geschwindigkeitin Richtung des Haltekopfs 28 bewegt wird, sodass der Gegenstand 24 vonder Saugvorrichtung 13 sozusagen abgestoßen oderweggestoßenwird.
    [0033] Beiseiner Bewegung vom Haltekopf 28 weg, in der Zeichnungnach oben, verdrängtder Druckkolben 31 Luft 42 aus einer Abströmkammer 43 desGehäuses 29 heraus.Die Abströmkammer 43 ander dem Haltekopf 28 abgewandten Seite des Gehäuses 29 weisteine Öffnung 44 auf,die als Auslass zum Abströmenvon Luft 42 aus der Abströmkammer 43 dient.
    [0034] Wennder Druckkolben 31 zum Haltekopf 28 hin bewegtwird, kann Luft 42 durch die Öffnung 44 in die Abströmkammer 43 hineinströmen. Durchdie Öffnung 44 isteine verhältnismäßig freieBeweglichkeit des Druckkolbens 31 bzw. Läufers 32 gegeben.
    [0035] Esversteht sich, dass auch Varianten von erfindungsgemäßen Saugvorrichtungenmöglichsind, bei denen eine geschlossene Kammer an der Stelle der Abströmkammer 43 vorhandenist, die dann eine Art Luftpuffer bildet. Der Druckkolben komprimiertin einem solchen Fall die in der geschlossenen Kammer befindlicheLuft, sodass die Bewegung in Richtung vom Haltekopf weg gebremstwird.
    [0036] Einezentrale Steuerung 45 steuert die Positionier-Antriebseinheit 11 unddie Saugvorrichtung 13. Die Steuerungsvorrichtung 45 sendetbeispielsweise überLeitungen 46, 47 Steuerbefehle an einen Antrieb 48 derSteuerventilanordnung 20 und an eine lokale Steuereinrichtung 50 zurSteuerung der Saugvorrichtung 13.
    [0037] Dielokale Steuereinrichtung 50 ist vorzugsweise in die Baueinheitder Saugvorrichtung 13 integriert. Es sind auch Bauformenmöglich,bei denen die Steuereinrichtung 50 eine von der Saugvorrichtung 13 abgesetzteBaueinheit bildet, wie beispielsweise in 2 dargestellt.Ferner ist es möglich, dassdie Funktionen der Steuereinrichtung 50 beispielsweisevon einer zentralen Steuerungsvorrichtung in der Art der Steuerungsvorrichtung 45 übernommenwerden.
    [0038] EineRegelungseinrichtung 51 dient zur Positions- und Kraftregelungdes Läufers 32 bzw. Druckkolbens 31.Die Regelungseinrichtung 51 kooperiert mit der Bestromungseinrichtung 39,die beispielsweise einen elektronischen Kommutator, einen Stromrichteroder dergleichen enthält.Die Regelungseinrichtung 51 erhält von der Bestromungseinrichtung 39 Positionssignale,die z.B. jeweilige Position des Läufers 31 relativ zumHaltekopf 28 signalisieren. Ferner erhält die Regelungseinrichtung 51 voneinem Drucksensor 52 Druck-Messsignale 53, diedie Drucksituation im Bereich der Unterdruckkammer 30 bzw.des Ansaugbereichs 27 charakterisieren. Der Drucksensor 52 istbeispielsweise im Bereich des Verbindungskanals 53 angeordnet.Der Drucksensor 52 meldet die Druck-Messsignale 53 über eineLeitung 54 an die Steuereinrichtung 50.
    [0039] Eineandere Position des Drucksensors 52 ist jederzeit möglich, beispielsweiseim Bereich der Innenwand 41. Es ist gegebenenfalls eineversenkte Bauweise des Drucksensors 52 er forderlich, umihn vor Beschädigungdurch den Läufer 32 oderden anzusaugenden Gegenstand 24 zu schützen.
    [0040] DieRegelungseinrichtung 51 empfängt beispielsweise über eineSchnittstelle 55 einen Steuerbefehl 56 zum Ansaugendes Gegenstandes 24. In dem Steuerbefehl 56 isteine gewünschteAnsaugkraft angegeben. Die Regelungseinrichtung 51 steuertdann den Lineardirektantrieb 26 zur Einstellung der gewünschtenAnsaugkraft an, das heißt,sie gibt der Bestromungseinrichtung 39 Steuerbefehle zur Bestromungder Erregermagnetanordnung 37 derart, dass der Läufer 32 vomHaltekopf 28 weg, also nach oben, bewegt wird. Wenn derDrucksensor 52 signalisiert, dass ein zu der vorgegebenenAnsaugkraft korrelierender Ansaug-Unterdruck erreicht ist, gibt dieRegelungseinrichtung 51 der Bestromungseinrichtung 39 vor,den Läufer 32 inder dann erreichten Längspositionrelativ zum Haltekopf 28 anzuhalten.
    [0041] Nunkann es aber vorkommen, dass beispielsweise durch Undichtigkeitenim Bereich des flexiblen Schuhs 39, beispielsweise am Übergangsbereichzum Gegenstand 24, Luft in den Ansaugbereich 27 einströmt. DerUnterdruck im Bereich der Unterdruckkammer 30 bzw. demAnsaugbereich 27 nimmt dann ab, sodass der Gegenstand 24 ansich nicht mehr mit der gewünschtenAnsaugkraft von der Saugvorrichtung 13 gehalten werdenkann. Der Drucksensor 52 meldet den abnehmenden Unterdruckan die Regelungseinrichtung 51, die infolgedessen die Bestromungseinrichtung 39 zueiner weiteren Verlagerung des Läufers 32 vom Haltekopf 28 weg,nach oben, ansteuert, bis der gewünschte Ansaug-Unterdruck bzw.die gewünschteAnsaugkraft wieder erreicht ist. Auf diese Weise regelt die Regelungseinrichtung 51 denLineardirektantrieb 26 derart, dass ein im Wesentlichenkonstanter Ansaug-Unterdruck bzw. eine im Wesentlichen konstanteAnsaugkraft beim Ansaugen des Gegenstands 24 vorhandenist. Es versteht sich, dass die Nachregelung durch die Regelungseinrichtung 51 durchden als oberer Anschlag fürden Läufer 32 dienendenoberen Gehäusedeckel 58 desGehäuses 29 begrenztist.
    [0042] Dieerfindungsgemäße Saugvorrichtung kann,wie bereits erläutert,sehr kompakt bauen. Die von der Saugvorrichtung bereitgestellteAnsaugkraft hängtunter anderem von der Flächedes Druckkolbens 31 ab und beträgt beispielsweise bei einerFlächevon ca. 78 mm2 und bei einem Unterdruckvon 0,20 bar im Verhältniszur Umgebung 1,57 N. Bei einem kreisrunden Druckkolben 31 wäre dessen Durchmesserdann 10 mm. Vergrößert manden Kolbendurchmesser des Druckkolbens 31 bzw. dessen Fläche auf16 mm bzw. 201 mm2, ist bei gleichem Unterdruckvon 0,2 bar eine Ansaugkraft von ungefähr 4 N möglich. Wenn man den Unterdruckweiter vergrößert, beispielsweiseauf 0,9 bar, beträgtdie Ansaugkraft etwa 18 N.
    [0043] Esversteht sich, dass Abwandlungen der Erfindung ohne weiteres möglich sind.Beispielsweise könnenmehrere Ventilkanälezwischen der Unterdruckkammer 30 und dem Ansaugbereich 27 vorgesehensein. Die Elastizitätdes Haltekopfs 28, dessen geometrische Form oder dergleichenkönnenan die jeweils aufzunehmenden Gegenstände optimal angepasst sein.
    [0044] Eineerfindungsgemäße Saugvorrichtung kannauch mehrere Halteköpfeaufweisen, die mit der jeweiligen durch den erfindungsgemäßen LineardirektantriebvolumenveränderlichenUnterdruckkammer durch entsprechende Verbindungskanäle fluidtechnischverbunden sind.
    权利要求:
    Claims (17)
    [1] Saugvorrichtung mit mindestens einem mit Unterdruckbeaufschlagbaren Haltekopf (28) und mit einer Unterdruckerzeugungseinrichtung(25) zum Erzeugen des Unterdruckes in einem Ansaugbereich (27)des mindestens einen Haltekopfs (28), wobei ein Gegenstand(24) durch den Unterdruck an den mindestens einen Haltekopf(28) angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, dassdie Unterdruckerzeugungseinrichtung (25) einen elektrischenLineardirektantrieb (26) zur Erzeugung des Unterdrucksaufweist, und dass ein Läufer(32) des Lineardirektantriebs (26) einen relativzu dem mindestens einen Haltekopf (28) beweglichen Druckkolben(31) zur Erzeugung des Unterdrucks bildet.
    [2] Saugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der mindestens eine Haltekopf (28) und die Unterdruckerzeugungseinrichtung(25) axial hintereinander angeordnet sind.
    [3] Saugvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass der mindestens eine Haltekopf (28) eine Unter druckkammer(30) der Unterdruckerzeugungseinrichtung (25)begrenzt, wenn er einen Gegenstand (24) ansaugt.
    [4] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Läufer(32) zur Vergrößerung bzw.Verkleinerung des Volumens der Unterdruckkammer (30) vorgesehen ist.
    [5] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Unterdruckerzeugungseinrichtung (25)und der mindestens eine Haltekopf (28) eine Baueinheitbilden.
    [6] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Läufer(32) in Richtung in zwei einander entgegengesetzten Richtungenantreibbar ist, wobei er einer Bewegung in einer ersten RichtungUnterdruck im Ansaugbereich (27) des mindestens einen Haltekopfs (28)erzeugt und bei einer der ersten Bewegung entgegengesetzten Bewegungin einer zweiten Richtung ausgeglichene Druckverhältnisseoder Überdruckim Ansaugbereich (27) des mindestens einen Haltekopfs (28)erzeugt, so dass ein durch den mindestens einen Haltekopf (28)angesaugter Gegenstand (24) freigegeben bzw. vom Haltekopf(28) abgestoßen wird.
    [7] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Unterdruckerzeugungseinrichtung (25)einen Auslass (44) zum Ausstoßen von Druckluft beim Erzeugenvon Unterdruck auf Seiten des mindestens einen Haltekopfs (28)aufweist.
    [8] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass sie mindestens einen Verbindungskanal (33)zur Verbindung einer Unterdruckkammer (30) der Unterdruckerzeugungseinrichtung(25) mit einem Ansaugbereich (27) des mindestenseinen Haltekopfs (28) aufweist.
    [9] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Läufer(32) durch einen Permanentmagnet gebildet wird oder einePermanentmagnetanordnung aufweist.
    [10] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Lineardirektantrieb (26) eineErreger-Spulenanordnung mit mehreren entsprechend der Bewegungsrichtungdes Läufers(32) aneinandergereihten Spulen aufweist.
    [11] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass dem Lineardirektantrieb (26) eineinsbesondere in die Saugvorrichtung (13) integrierte Steuereinrichtung(50) zugeordnet ist.
    [12] Saugvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass die Steuereinrichtung (50) eine insbesondere zur Kraftregelungausgestaltete Regelungseinrichtung (51) enthält.
    [13] Saugvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,dass die Regelungseinrichtung (51) zur Ansteuerung desLineardirektantriebs (26) zum Ausgleich einer Leckage imBereich des Haltekopfes (28) ausgestaltet ist.
    [14] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass sie mindestens einen Drucksensor (52)zur Erfassung des Drucks im Ansaugbereich (27) des mindestenseinen Haltekopfs (28) aufweist.
    [15] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der mindestens eine Haltekopf (28)zumindest teilweise aus flexiblem Material ist.
    [16] Saugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der mindestens eine Haltekopf (28)auswechselbar ist.
    [17] Handhabungsvorrichtung mit mindestens einer Saugvorrichtung(13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche undmindestens einem Linear- und/oder mindestens einem Rotationsantriebzur Positionierung der mindestens einen Saugvorrichtung (13).
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP1744979A1|2007-01-24|
    WO2005105628A1|2005-11-10|
    DE502005006605D1|2009-03-26|
    DE102004017898B4|2008-07-10|
    EP1744979B1|2009-02-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-11-03| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-09-25| 8327| Change in the person/name/address of the patent owner|Owner name: FESTO AG & CO. KG, 73734 ESSLINGEN, DE |
    2009-01-08| 8364| No opposition during term of opposition|
    2011-02-17| 8339| Ceased/non-payment of the annual fee|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DE200410017898|DE102004017898B4|2004-04-13|2004-04-13|Saugvorrichtung und damit ausgestattete Handhabungsvorrichtung|DE200410017898| DE102004017898B4|2004-04-13|2004-04-13|Saugvorrichtung und damit ausgestattete Handhabungsvorrichtung|
    DE200550006605| DE502005006605D1|2004-04-13|2005-03-03|Saugvorrichtung und damit ausgestattete handhabungsvorrichtung|
    EP20050728240| EP1744979B1|2004-04-13|2005-03-03|Saugvorrichtung und damit ausgestattete handhabungsvorrichtung|
    PCT/EP2005/002225| WO2005105628A1|2004-04-13|2005-03-03|Saugvorrichtung und damit ausgestattete handhabungsvorrichtung|
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