EJEKTOR

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ejektor zum Erzeugen eines Unterdrucks mit einem Saugluftkanal, einem Druckluftkanal, einem mit dem Saugluftkanal verbundenen Unterdrucksensor, einem den Druckluftkanal verschließenden bistabilen Sperrventil und einer das Sperrventil ansteuernden Steuerung.

[0002] Ejektoren werden in der Regel dazu verwendet, um mittels Druckluft vor Ort einen Unterdruck zu erzeugen, wodurch Unterdruckleitungen eingespart werden können. Diese Ejektoren müssen lediglich mit Druckluft sowie mit elektrischer Energie versorgt werden. Die Ejektoren werden in der Regel über eine Maschinensteuerung angesteuert, die den Zeitpunkt des Saugbeginns bzw. des Saugendes und ggf. eines Abblasvorganges vorgibt. Nachdem mit einer Greifereinheit ein Gegenstand ergriffen worden ist, werden diejenigen Ejektoren, die zur Unterdruckversorgung der am Werkstück anliegenden Sauggreifer erforderlich sind, über das Maschinenprogramm angesteuert, sodass in diesen Sauggreifern ein Unterdruck erzeugt wird. Intelligente Ejektoren besitzen einen Unterdrucksensor welcher feststellt, ob und wann der erforderliche Unterdruck erreicht wird bzw. erreicht worden ist. Ist der gewünschte Unterdruck erreicht worden, stellt der Ejektor selbständig die Unterdruckerzeugung ab, obwohl er nach wie vor über das Maschinenprogramm den Befehl zum Unterdruck erzeugen erhält. Dadurch wird Energie eingespart, da nur dann Druckluft verbraucht wird, wenn tatsächlich Unterdruck erzeugt wird. Sitzt der Sauggreifer auf einem Gegenstand auf und saugt diesen an, dann wird bei einer intakten Abdichtung nahezu kein Unterdruck verbraucht und der Ejektor kann abgeschaltet werden. Lediglich bei defekten Dichtungen, evtl. bei unebenen Oberflächen oder bei porösen Werkstücken kann der Unterdruck nur dann aufrecht erhalten werden, wenn permanent oder in Zeitintervallen Unterdruck erzeugt wird. In diesem Fall schaltet der Ejektor die Unterdruckerzeugung nicht ab oder immer wieder zu.

[0003] Es ist auch bekannt, dass Ejektoren mit bistabilen Magnetventilen ausgestattet sind, die bei einem Spannungsabfall ihre augenblickliche Stellung beibehalten. Hierdurch wird sichergestellt, dass der angesaugte und evtl. abgehobene Gegenstand vom Sauggreifer nicht abfällt, da das bistabile Sperrventil seine Lage beibehält. Ist das Ventil offen, dann wird im Ejektor Unterdruck erzeugt und der Unterdruck liegt auch bei einem Spannungsabfall am Gegenstand an. Bei geschlossenem Sperrventil bleibt dieses weiterhin geschlossen, auch wenn die Spannung abfällt.

[0004] Probleme treten aber dann auf, wenn der Unterdruck nicht gehalten werden kann, weil z.B., wie oben erwähnt, die Dichtung defekt oder der Gegenstand porös ist. Dann könnte bei einem Spannungsabfall aufgrund der nichtvorhandenen oder nicht ausreichenden Spannung das Sperrventil nicht von seiner Schließlage in die Offenlage umgestellt werden. Es besteht die Gefahr, dass der angesaugte und angehobene Gegenstand von den Sauggeifern abfällt.

[0005] Dokument US2003/0116201A offenbart einen Ejektor gemäß dem Stand der Technik.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen alternativen Ejektor bereit zu stellen, bei dem auch bei einem Spannungsabfall sichergestellt ist, dass der Unterdruck aufrecht erhalten bleibt.

[0007] Diese Aufgabe wird mit einem Ejektor der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuerung und/oder das Sperrventil mit einem diese mit elektrischer Energie versorgenden Energiespeicher versehen ist.

[0008] Dieser Energiespeicher hat die Aufgabe, bei einem Spannungsabfall die Energie bereit zu stellen, die zum Betreiben der Steuerung und/oder des Sperrventils erforderlich ist. Auf diese Weise kann das vom Unterdrucksensor bereitgestellte Signal in der Steuerung verarbeitet und das Sperrventil geöffnet werden. Die im Energiespeicher gespeicherte Energie muss lediglich so groß sein, dass sie den Unterdrucksensor sowie die Steuerung so lange versorgt, bis sichergestellt ist, dass das Sperrventil geöffnet ist. Bei geöffnetem Sperrventil wird Unterdruck erzeugt und dadurch wird sichergestellt, dass auch bei Leckage der angesaugte Gegenstand am Sauggreifer haften bleibt.

[0009] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Energiespeicher im Ejektor angeordnet. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass z.B. auch dann das Sperrventil noch umgestellt werden kann, wenn die elektrische Zuleitung zum Ejektor abgetrennt wird.

[0010] Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Energiespeicher ein Kondensator ist. Kondensatoren sind als Massenware relativ preiswert und können relativ viel Energie speichern, wobei der Platzbedarf eines Kondensators relativ gering ist. Außerdem hat ein Kondensator als elektrischer Energiespeicher den wesentlichen Vorteil, dass er relativ einfach aufgeladen werden kann, im Gegensatz zu hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Energiespeichern (Federn oder dergleichen), die zum Spannen in der Regel mechanischer Energie bedürfen. An Stelle eines Kondensators können auch Batterien, Akkumulatoren, Magnetspulen und dergleichen verwendet werden.

[0011] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Sperrventil als bistabiles Magnetventil ausgebildet. Magnetventile können elektrisch angesteuert werden und bedürfen für ihre Umstellung relativ wenig Energie. Wird die zum Umstellen des Magnetventils benötigte Energie ebenfalls im Energiespeicher vorgehalten, so vergrößert dies dessen Abmessungen nur unbedeutend.

[0012] Wie bereits erwähnt, öffnet bei einem Spannungsabfall der Energiespeicher das Sperrventil über die Steuerung, sodass dadurch sichergestellt wird, dass über den Ejektor ausreichend Unterdruck am Sauggreifer vorhanden ist, sodass der Gegenstand mit Sicherheit festgehalten wird. Dies kann sofort erfolgen oder erst dann, wenn der Unterdruck unter einen Grenzwert absinkt, was mittels eines Unterdrucksensors überwacht wird, der ebenfalls vom Energiespeicher versorgt wird.

[0013] Vorteilhaft ist ein einen Spannungsabfall feststellender Spannungswächter vorgesehen. Dieser Spannungswächter gibt z.B. ein Signal ab, wenn die Spannung unter einen Schwellwert absinkt, sodass der Unterdrucksensor, die Steuerung und das Magnetventil vom Energiespeicher versorgt werden. Sobald die Spannung wieder ihren Normalwert annimmt, wird der Energiespeicher wieder aufgeladen.

[0014] Um spannungsbedingte Fehlfunktionen der Steuerung schnell erkennen zu können, ist der Spannungswächter erfindungsgemäß mit der Steuerung verbunden und insbesondere im Ejektor angeordnet.

[0015] Bei einer Weiterbildung ist die Steuerung in den Ejektor integriert. Auf diese Weise kann auch bei einem Abreißen der elektrischen Zuleitung die Steuerung problemlos mit Spannung versorgt werden, sodass das Sperrventil z.B. nicht nur geöffnet sondern die Funktion des Sperrventils nach wie vor geregelt werden kann, indem dieses bei Unterdruckabfall geöffnet und bei Erreichen des gewünschten Unterdrucks wieder geschlossen wird.

[0016] Weiter Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in der Zeichnung dargestellten sowie in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

[0017] In der Zeichnung ist schematisch ein Ejektor 10 dargestellt, der ein Gehäuse 12 aufweist, an welchen ein Schalldämpfer 14 angeflanscht ist. Auf dem Gehäuse 12 sitzt ein Schaltkasten 16, in welchem machanische und elektronische Bauteile untergebracht sind und der mit zwei Verbindungsanschlüssen 18 versehen ist, an welche elektrische Verbindungsleitungen angeschlossen werden können. Im Schaltkasten 16 befindet sich ein Magnetventil 20 mit einer Magnetspule 22, welches bistabil ist, d.h. welches seine beiden Endstellungen auch im stromlosen Zustand beibehält. Die Magnetspule 22, deren Kontakte eine Gehäusewand 24 durchdringen, wird also lediglich dann erregt, wenn das Magnetventil 20 in die andere Endstellung umgestellt werden muss. Das Magnetventil 20 dient als Sperrventil für einen Druckluftkanal 28, um diesen von einem Saugluftkanal 26 und einem Abluftkanal 30 zu trennen.

[0018] Mit dem Saugluftkanal 26 ist ein Unterdrucksensor 32 verbunden, welcher analog arbeitet. Mit diesem Unterdrucksensor 32 wird der im Saugluftkanal 26 herrschende Unterdruck erfasst, der sich z.B. durch Leckagen ändern kann. Diese Leckagen können z.B. entstehen durch abgenutzte Dichtungen an einem Sauggreifer 34 oder durch einen porösen anzusaugenden Gegenstand 36. Im Schaltkasten 16 befinden sich außerdem eine Steuerung 38, an welche der Unterdrucksensor 32 angeschlossen ist, und ein Energiespeicher 40.

[0019] Dieser Energiespeicher 40 wird von einem Speicherkondensator 42 gebildet, der in der Regel aufgeladen ist. Bei einem Spannungsabfall oder Stromausfall, was durch einen Spannungswächter 44 festgestellt wird, werden die Magnetspule 22, der Unterdrucksensor 32 und die Steuerung 38 vom Speicherkondensator 42 mit Spannung versorgt, sodass sichergestellt wird, dass der Regelkreis funktionsfähig ist und dafür gesorgt werden kann, dass im Saugluftkanal 26 Unterdruck herrscht.

[0020] Dabei kann unter Umgehung des Unterdrucksensors 32 das Magnetventil 20 sofort, das heißt unmittelbar bei Spannungsabfall geöffnet werden, sodass der Saugluftkanal 26 mit Unterdruck versorgt wird, oder der Druckluftkanal 28 wird erst dann geöffnet, wenn der Unterdrucksensor 32 anzeigt, dass der Unterdruck im Saugluftkanal 26 einen Schwellwert unterschreitet. Nachdem der Unterdruck im Saugluftkanal 26 wiederhergestellt worden ist, kann das Magnetventil 20 wieder in seine Schließstellung umgestellt werden und den Druckluftkanal 28 verschließen.

[0021] Durch diese Maßnahme wird der Ejektor 10 zumindest zeitweise unabhängig von einer externen Spannungsversorgung und es ist sichergestellt, dass der Unterdruck im Saugluftkanal 26 nicht zusammenbricht und der Gegenstand 36 nicht vom Sauggreifer 34 abfällt.

Ansprüche

1. Ejektor (10) zum Erzeugen eines Unterdrucks mit einem Saugluftkanal (26), einem Druckluftkanal (28), einem mit dem Saugluftkanal (26) verbundenen Unterdrucksensor (32), einer den Druckluftkanal (28) verschließenden bistabilen Ventileinheit und einer die Ventileinheit ansteuernden Steuerung (38) und wobei die Steuerung (38) und/oder die Ventileinheit mit einem diese mit elektrischer Energie versorgenden Energiespeicher (40) versehen ist bzw. sind.

2. Ejektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit ein direkt ansteuerbares Sperrventil ist.

3. Ejektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinheit als Ventilsystem mit bistabilem Vorsteuerventil ausgebildet ist.

4. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (40) im Ejektor (10) angeordnet ist.

5. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (40) ein Speicherkondensator (42), eine Batterie, ein Akkumulator oder eine Magnetspule ist.

6. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrventil ein Magnetventil (20) ist.

7. Ejektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (40) zur elektrischen Versorgung des Magnetventils (20) dient.

8. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Spannungsabfall der Energiespeicher (40) das Sperrventil über die Steuerung (38) öffnet.

9. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Spannungsabfall feststellender Spannungswächter (44) vorgesehen ist.

10. Ejektor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungswächter (44) mit der Steuerung (38) verbunden ist.

11. Ejektor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (40) den Spannungswächter (44) versorgt.

12. Ejektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (38) in den Ejektor (10) integriert ist.

Claims

1. An ejector (10) for producing a negative pressure, having a vacuum conduit (26), a pressure conduit (28), a vacuum sensor (32) connected to the vacuum conduit (26), a bistable valve unit that closes the pressure conduit (28), and a control unit (38) that controls the valve unit, wherein the control unit (38) and/or the valve unit is provided with an energy storage device (40) that supplies it with electrical energy.

2. The ejector as recited in claim 1, characterized in that the valve unit is a directly controllable check valve.

3. The ejector as recited in claim 1, characterized in that the valve unit is embodied as a valve system equipped with a bistable pilot valve.

4. The ejector as recited in one of the preceding claims, characterized in that the energy storage unit (40) is situated in the ejector (10).

5. The ejector as recited in one of the preceding claims, characterized in that the energy storage unit (40) is a storage capacitor (42), a battery, a rechargeable battery, or a solenoid.

6. The ejector as recited in one of the preceding claims, characterized in that the check valve is a solenoid valve (20).

7. The ejector as recited in claim 6, characterized in that the energy storage unit (40) serves to supply electricity to the solenoid (20).

8. The ejector as recited in one of the preceding claims, characterized in that in the event of a voltage drop, the energy storage unit (40) opens the check valve via the control unit (38).

9. The ejector as recited in one of the preceding claims, characterized in that a voltage monitor (44) is provided, which detects a voltage drop.

10. The ejector as recited in claim 9, characterized in that the voltage monitor (44) is connected to the control unit (38).

11. The ejector as recited in claim 9 or 10, characterized in that the energy storage unit (40) supplies energy to the voltage monitor (44).

12. The ejector as recited in one of the preceding claims, characterized in that the control unit (38) is integrated into the ejector (10).

Revendications

1. Ejecteur (10) pour établir une dépression, comprenant un canal d'air aspiré (26), un canal d'air comprimé (28), un capteur de dépression (32) relié au canal d'air aspiré (26), une unité de vanne bistable fermant le canal d'air comprimé (28) et une commande (38) pilotant l'unité de vanne, et dans lequel la commande (38) et/ou l'unité de vanne est/sont munie(s) d'un réservoir d'énergie (40) qui alimente celle(s)-ci en énergie électrique.

2. Ejecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de vanne est une vanne d'arrêt à pilotage direct.

3. Ejecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de vanne est réalisée comme un système de vanne avec une vanne pilote bistable.

4. Ejecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir d'énergie (40) est disposé dans l'éjecteur (10).

5. Ejecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir d'énergie (40) est un condensateur de puissance (42), une batterie, un accumulateur ou une bobine d'excitation.

6. Ejecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la vanne d'arrêt est une électrovanne (20).

7. Ejecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le réservoir d'énergie (40) sert à l'alimentation électrique de l'électrovanne (20).

8. Ejecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en cas de chute de tension, le réservoir d'énergie (40) ouvre la vanne d'arrêt par l'intermédiaire de la commande (38).

9. Ejecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un relais de protection (44) constatant une chute de tension est prévu.

10. Ejecteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le relais de protection (44) est relié à la commande (38).

11. Ejecteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le réservoir d'énergie (40) alimente le relais de protection (44).

12. Ejecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la commande (38) est intégrée à l'éjecteur (10).

Zeichnung