專利名稱:工業(yè)用真空夾持器的制作方法
本發(fā)明是關(guān)于一種工業(yè)用的夾持器，該夾持器通過用真空源保持真空并以其前側(cè)面支撐連接到要起吊、運(yùn)輸或固定的物件上。
在制造業(yè)中，自動裝卸材料常見的是材料，半成品件以及成品件的運(yùn)輸。在多數(shù)情況下，主要考慮的是半成品件的搬運(yùn)問題，因?yàn)檫@些零件未設(shè)專為起吊所需的部位。目前起吊、夾持和移動這種工件通常采用的是吸盤。這些吸盤剛性地連接到專用的裝置上。通過吸盤里的負(fù)壓和與其相連通的抽吸系統(tǒng)，使吸盤附著于合適的、相當(dāng)平整或略帶弧度的需夾持的、橫向移動或起吊的工件表面上。
當(dāng)前，為此而采用的吸盤，設(shè)計(jì)非常簡單。在移動過程中或?qū)嵤└街鴷r，若一個吸盤未能附牢或脫開，空氣便被吸進(jìn)處于真空狀態(tài)的系統(tǒng)中，導(dǎo)致失壓，從而增加其他吸盤(當(dāng)一個系統(tǒng)中有多個吸盤時)脫開的危險(xiǎn)。不言而喻，隨之而來的是附著和搬運(yùn)程序失敗的巨大危險(xiǎn)。目前，這種危險(xiǎn)由于采用至少兩個負(fù)壓系統(tǒng)而得以減少。這兩個系統(tǒng)相互獨(dú)立，每一個吸盤或每一個負(fù)壓系統(tǒng)由一個主動控制閥進(jìn)行控制。上述脫開的危險(xiǎn)，還由于使用比無漏泄系統(tǒng)快速抽氣實(shí)際需要的能量大得多的泵而得以減少。因超尺寸，其成本自然要增加，而且漏泄系統(tǒng)工作音級較大。
我現(xiàn)在已驚奇地發(fā)現(xiàn)，上述起吊和夾持力矩可用一種新型吸盤來承受，不需要先進(jìn)控制和調(diào)節(jié)技術(shù)，也不需要超尺寸的抽氣泵。這種吸盤具有在停機(jī)狀態(tài)下的自密封特性。
此次發(fā)明的目標(biāo)就是這樣一種吸盤，以下亦稱作真空夾持器。這種吸盤展示了上述的那些優(yōu)良特性。它可以連接于一個真空泵，或一個真空罐，永久性地或臨時性地附著在一個起吊裝置，或一個橫向移動或只是為了固定的裝置上，將其前面貼合于需移動、起吊或固定的物件(以下亦稱作工件)。這種吸盤由一個剛性的后擋板和至少部分柔性的密封裝置和一個具有相當(dāng)剛度的中心距離保持元件所組成。該密封裝置有一密封環(huán)，置于密封緣內(nèi)。當(dāng)固定于工件時，密封裝置便貼合到工件的一個相當(dāng)平整或呈平緩曲度的表面上。這樣，由所述表面和密封裝置限定的、與真空源相連通的一個容積便確定下來。上述距離保持元件及密封緣在由彈簧裝置產(chǎn)生的回彈力作用下，可以相對移動。這種回彈力使得距離保持工件脫離由密封緣所限定的一個平面，從一個工作位置移至一個停機(jī)位置，以作動閥門機(jī)構(gòu)，關(guān)閉真空源與上述容積的通道，具體步驟是相對于后擋板來說，不論其處于工作位置還是停機(jī)位置，距離保持元件都處在同一個位置上，所述密封緣座在一個可移動的環(huán)上，并頂在處于工作位置的后擋板上。
在較大型工件的起吊、搬運(yùn)或固定系統(tǒng)中，通常要使用若干個吸盤。據(jù)此項(xiàng)發(fā)明鑒，自密封吸盤適合與多套獨(dú)立系統(tǒng)或超尺寸真空泵聯(lián)用，以便獲得必要的安全性。另據(jù)此項(xiàng)發(fā)明鑒，采用吸盤的系統(tǒng)在工作時比采用現(xiàn)有技術(shù)的吸盤的系統(tǒng)要安靜得多。當(dāng)吸盤附著于工件時，需要一小的力給予作動。該作用力通過將夾持器和部分起吊裝置朝工件表面移動，或用吸盤或吸盤和與其剛性連接的部分起吊裝置的重量來產(chǎn)生。這樣，當(dāng)吸盤停靠在工件表面上時，即可用其本身的重量作動。
吸盤最適合附著在平整的或略呈弧度的表面上。通過改變置于密封緣里的密封環(huán)相對于距離保持元件的位置并將直對工件表面的距離保持元件表面設(shè)計(jì)成帶有弧度，那么，即使沒有合適的平面或稍帶弧度的工件表面，也可以保持附著。在這種或其他情況下，如，欲將夾持器固定在帶有未被以其他方式劃傷或損害的表面的物件上時，該表面或距離保持元件可用彈性材料制造或涂敷。
據(jù)此項(xiàng)發(fā)明鑒，吸盤的真空是通過一種柔性真空管實(shí)現(xiàn)的，不過，當(dāng)然也可以通過剛性連接在吸盤上的起吊裝置或夾持裝置里的金屬管或通道進(jìn)行。
吸盤可以剛性地或臨時性地分別安裝在起吊裝置上或橫向搬運(yùn)裝置上和夾持裝置上，也可以安裝在具有其中兩種功能或幾種功能的裝置上。
吸盤用于起吊或固定而需要快速附著和斷開時，最好是采用主動方式以外部控制的力進(jìn)行沖擊來實(shí)現(xiàn)附著，通過已有裝置里產(chǎn)生的增壓力空氣脈沖給吸盤加壓來實(shí)現(xiàn)斷開。這種增壓裝置位于吸盤和真空源之間，因此可同時以壓力脈沖暫時關(guān)閉直對真空源的真空系統(tǒng)部分。如果反復(fù)工作頻率不需要用壓力脈沖實(shí)現(xiàn)斷開，那么，僅在吸盤和真空系統(tǒng)之間安裝一通氣閥就足夠了，最好能與一個用于臨時關(guān)閉直對真空源系統(tǒng)的傳導(dǎo)裝置配套使用。
現(xiàn)以一個實(shí)施方案，但不限于此，作參考，對此項(xiàng)發(fā)明描述如下。圖1示出由三個元件組成的真空夾持器的分解圖。圖2示出處于停機(jī)狀態(tài)的夾持器橫截面圖。圖3示出處于工作狀態(tài)的夾持器橫截面圖，即夾持器附著在物件上，該物件正要被吊起、橫向移動或僅僅將被固定的狀態(tài)。
從圖1可以清楚地看到實(shí)施方案的各個部件。距離保持元件1，以其表面4觸于工件，圖中示出的是一個平面。表面4被一薄層橡皮遮蓋著，圖中未能示出。除此之外，距離保持元件1的外形由夾持器的上述其他元件的部局尤其是緣14所限定。距離保持元件在其直對后擋板3的部分中有一桿式部件，其端部開一外螺紋5，與后擋板3里的一個內(nèi)螺紋6相嚙合。而元件1可用螺釘固定在后擋板上。后擋板3里和桿件5上的螺紋深度可保證表面4和夾持器的其他部件，特別是環(huán)9上的密封緣13之間的正確距離。桿件5通過一中介元件2上的孔18插入密封環(huán)9。后擋板3備有連接裝置7，以便與起吊、運(yùn)輸或附著裝置相連接。另外，在后擋板3上還有一根連接在一真空泵或真空罐(未示出)上的真空管。管件8與后擋板3的附著裝置通至后擋板上部的一個容積。在中心距離保持元件的周圍有若干的孔20，形成從上述容室至朝著中介元件2的后擋板表面的通道。當(dāng)圖1示出的三個部件裝妥后，便呈圖2所示狀態(tài)。中介元件2的中段，即圍繞中心距離保持元件1的桿段的部分，沿桿段的方向固定，其中一部分的表面貼合在中心距離保持元件1與其前部方向一致的段上，一部分貼合在朝著中介元件的后擋板3的相應(yīng)部分上。為了清晰起見，僅圖1上標(biāo)明了參考字碼，但很容易對照。
所示實(shí)例中，部件1和2為旋轉(zhuǎn)對稱，這樣可以簡化制造過程，但并非確屬必要。
部件2用橡膠或一些類似的彈性材料制成。其外周部分9，沿周線方向有密封緣，具有相對的剛度。密封緣13在工作位置，密封在工件上。工作過程，從停機(jī)位置開始，將按圖2加以說明。
顯而易見，中介元件2具有一定剛度的中段，上有孔18，將貼合在后擋板3里的密封緣15上。中段的前部，通過密集的孔11，連接在中介元件的前部，其上裝有另一個密封緣14。該密封緣將貼合在距離保持元件1的背面。密封緣14和15將把在距離保持元件1中段周圍的真空下的第一個容室V1密封起來。此時，中介元件2的中段即產(chǎn)生一定量的彎曲，同時也使得中介元件2的法蘭17彈性地貼合于后擋板3處的緣部。在圖2所示的狀態(tài)下，僅距離保持元件中段周圍的上述V1處于真空狀態(tài)，盡管會發(fā)生微不足道的漏泄。
當(dāng)夾持器處于真空狀態(tài)時，如圖2所示，便與工件接觸，此刻便出現(xiàn)以下情況在將圓周形緣件壓抵工件時，壓力將通過具有相對剛度的環(huán)件9影響法蘭17，該法蘭便發(fā)生彈性變形，部件2的中段變形量更大。緣件14將從距離保持元件的后部脫出。
第2個容室V2，其容積由中介元件2的圓周段、工件受帶密封緣13的環(huán)件9限定的部分以及中心距離保持元件1的圓周部分所確定。它藉上述第一個容室V1與真空源相通。因?yàn)樵谥薪樵?沿周線部分有孔12，第三個容室V3將會變成真空，該容室置于中介元件2的周線部分和后擋板3之間。這樣，密封緣13和16即可密封后擋板3和工件表面之間的部分，從而便得到圖3所示的布局。從圖3中可以看到后擋板3和環(huán)件9象密切協(xié)調(diào)的整體工作著，盡管一個彈性變形力矩在以后擋板3通過法蘭17的徑向方向上影響著環(huán)件9。這種彈性變形力矩與氣壓相比是微乎其微的。一種影響吸盤并保持附著物件表面之間接觸的分離力距，將導(dǎo)致中介元件2的變形，直至緣件13停止貼合，空氣進(jìn)入。于是夾持器脫開，法蘭14彈回，從而達(dá)到圖2示出的閥密封件再次處于有效狀態(tài)的位置。
因此，為了獲得良好的功效，必須把處于圖2所示位置的距離保持元件1的表面4相對于環(huán)件9上的緣件13向里拉。
所述實(shí)施方案運(yùn)轉(zhuǎn)正常。例如，在一個0.1千磅/厘米2的負(fù)壓下，其環(huán)件9直徑為30毫米的一臺試驗(yàn)機(jī)表明可吊起一個有平整表面、重三百克的工件。當(dāng)加大夾持器的尺寸時，當(dāng)然要用更高的負(fù)壓，對中介元件2必須有相對剛度的部分需予以加強(qiáng)，如用加強(qiáng)件。如果要制造大尺寸的夾持器，可能最好是不要把中介元件2做成單一體，而是把若干部件組裝起來，在尺寸上和材質(zhì)上給以協(xié)調(diào)。
如果影響夾持器的載荷不大，并且擬將距離保持元件1和中介元件2做成可互換的，以便清洗等，那么，距離保持元件1和后擋板3之間的連接也可以采用壓柱式，或類似的形式。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)用的夾持器，該夾持器通過用真空源保持真空以其前側(cè)面支撐連接到要起吊、運(yùn)輸或固定的物件上，其特征在于夾持器由一個剛性后擋板(3)、至少部分具有柔性的密封裝置(2)和置于柔性密封裝置之中的一個基本上具有剛性的距離保持元件(1)所組成。所述密封裝置有一個止于密封緣(13)里的密封環(huán)(9)。當(dāng)其固定于所述物件時，便與該物件較平整或略呈弧度的表面貼合起來，并由所述表面和密封裝置限定一個與真空源相連通的容室V2。這樣，上述中心距離保持元件和密封緣就可以在通過彈性裝置產(chǎn)生的彈性力作用下相對移動。該彈性力用來將中心距離保持元件與由密封緣(13)限定的平面相互分離開來，從一個作動位置移到一個停機(jī)位置。該動程作動閥門裝置，關(guān)閉從真空源到上述容室V2的通路，這樣，中央距離保持元件在工作位置和停機(jī)位置時，都處于與后擋板相對應(yīng)的相同位置上。密封緣(13)則置于一個可動環(huán)件(9)上，支撐在處于工作位置的后擋板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的夾持器，其特征在于它通過一個柔性真空管與真空源相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1的夾持器，其特征在于在夾持器和真空源之間連接處裝有一個或若干個閥門，使夾持器和閥門之間的系統(tǒng)可以根據(jù)需要進(jìn)行增壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1-3的夾持器，其特征在于其密封元件(2)由若干不同材質(zhì)的部件所組成。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求
之一的夾持器，其特征在于其密封裝置是用橡膠或類似的材料制成的。
專利摘要
一種用真空抽吸連接的工業(yè)用夾持器。真空由從真空源到夾持器之間的一條管路或類似裝置實(shí)現(xiàn)。管路由一剛性后擋板(3)、一柔性中介元件(2)和一中心距離保持元件1組成。中介元件(2)有一具有相對剛度的密封環(huán)(9)，其上有一密封緣，在使用中與要固定的元件相貼合，其后面與后擋板相觸。中心距離保持元件(1)與后擋板(3)剛性連接，中介元件(2)的密封環(huán)(9)可以移動并向外回彈(通過一彈性裝置17)。
文檔編號B25J15/00GK86102911SQ86102911
公開日1986年12月3日 申請日期1986年4月26日
發(fā)明者施蒂·倫德巴克 申請人:艾斯特勒科技公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan