用于真空操纵或真空拉紧装置的阀以及真空操纵装置

摘要

本发明涉及一种具有阀壳体(22)的阀，其具有真空供给侧(28)和吸气侧(30)，具有：柔性分隔壁(34)，其在阀壳体中分开控制室(36)，其与真空供给侧(28)连通；被布置在柔性分隔壁的阀体(38)，其可在打开位置与闭合位置之间移动，其中，阀体具有密封部分(44)，其在用于相对于吸气侧而密封真空供给侧的闭合位置上倚靠密封座(64)，且其中，取决于在控制室中设置的真空，控制室的体积在柔性分隔壁形变的情况下减小，且在此阀体从打开位置被移动进入闭合位置。在此，阀体具有用于将控制室与吸气侧流动连接的吸气侧通道(54)，且这样地布置密封部分和密封座，即，在闭合位置上通过吸气侧通道密封地封闭流动连接。密封部分被布置在控制室之外。

说明书

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于真空操纵装置或真空拉 紧装置的阀。在此涉及下述阀，即，其在未占用吸气位置的情况下自动闭合， 且因此防止从吸气侧至真空供给侧的不期望的泄露。

为了避免在吸气位置未占用状态下的不期望的泄露已知有不同的方案。例 如DE 34 29 444 A1示出流动阀，其中，被构建成球的阀体可移动地被布置在流 动通道中。若通过未占用的吸气位置自由吸气，则在流动通道中的球由于流动 脉冲被冲走抵靠密封座且封闭流动通道。由于通过流动脉冲的松脱，这样的阀 在流动冲击时是易受干扰的。也在占用吸气位置的情况下，可在吸气过程开始 时由于开始的流动冲击以不期望的方式占据闭合位置。

另一方面已知阀，其中，在自由吸气时在吸气侧的未占用的情况下不因为 流动脉冲而实现自动闭合，而是通过在自由吸气的情况下设置的、静态压力差 被导入。

DE 198 14 262 C2示出具有权利要求1的前序部分的特征的阀。由阀体的柔 性部分限制的控制室持续与真空供给侧连接。在压缩控制室时，柔性部分这样 地形变，即，阀体被置于其闭合位置。相对于吸气侧，控制室根据流动完全被 封闭。在吸气时，在吸气侧的未占用的状态下，在吸气侧上未设置真空。这导 致控制室由于在控制室与吸气侧之间的静态压力差而被压缩，且阀体被置于其 封闭位置。相对于借助流动脉冲而工作的阀，这具有下述优点，即，可通过流 动冲击避免干扰。当然，用于自动闭合的时间刻度盘和针对压力波动的敏感性 必须匹配分别由阀控制的真空操纵装置或真空拉紧装置。

在DE 102 16 220 A1中描述了具有权利要求1的前序部分的特征的真空阀， 其中，阀体由盘状部件形成。

本发明的目的在于，避免在吸气侧的未占用状态下在真空供给侧与吸气侧 之间的不期望的泄露，且因此避免针对流动冲击的不期望的敏感性，以及使得 可以匹配被控制的真空操纵装置或真空拉紧装置的特性。

该目的通过根据权利要求1的阀以及根据权利要求11的吸气夹持装置实 现。开始点是自动闭合的阀，其不是由流动脉冲使用，而是使用而在吸气侧的 未占用状态下设置的用于闭合的静态压力差。阀具有阀壳体，其具有带有用于 连接真空供给装置的吸气接头的真空供给侧，以及用于连接待控制的真空操纵 或拉紧装置的吸气侧。在此优选地，吸气侧和真空供给侧相对置地设置在阀壳 体上，或阀壳体基本在吸气侧与真空供给侧之间延伸。在阀壳体中设置诸如膜 的柔性分隔壁，其相对于阀壳体中的吸气侧分开控制室。控制室与真空供给侧 连通，且与其流动连接。在柔性分隔壁上布置阀体，其可在打开位置与闭合位 置之间运动。阀体具有密封部分，其在闭合位置上为相对于吸气侧密封真空供 给侧而依靠在阀的密封座上。在此，阀这样地被构建，即，取决于控制室与吸 气侧之间的压力差，特别是相对于吸气侧的控制室中设置的真空，控制室的体 积在柔性分隔壁形变的情况下可减小，其中，在此阀体从打开位置运动进入闭 合位置。由此，在吸气侧的未占用状态下在自由吸气时，阀体由于在控制室中 相对于吸气侧设置的静态真空运动进入闭合位置。

阀体具有用于这样地将控制室与吸气侧流动连接的吸气侧通道，即，在存 在打开位置时，控制室与吸气侧流动连接。在此，密封座和密封部分这样地被 布置，即，在闭合位置上吸气侧的流动连接通过吸气侧通道被密封地封闭。

控制室在打开位置上和在闭合位置上与真空供给部连接。这在分隔壁形变 的情况影响对控制室的压缩。在阀活塞的打开位置上，在吸气侧吸入的空气通 过吸气侧通道流动进入控制室，其中，该通过吸气侧通道的流动自然受到限制。 若吸气侧未被占用(自然吸气)，则相对较大的流动通过流动阻力导致压力差， 且由此导致控制室中相对于吸气侧的真空。若真空，即，吸气室与吸气侧之间 的压力差，达到预定的或可预定的值，则这导致对控制室的压缩以及分隔壁形 变。阀活塞从打开位置过渡进入其闭合位置。这导致密封部分密封地依靠关联 的密封座。因为控制室此外与真空供给部连接，阀活塞在该闭合位置被真空固 定。

因此，阀体在吸气侧的非占用状态下不是直接通过流动脉冲被置于闭合位 置上，而是通过在控制室与吸气侧之间设置的静态压力差。根据本发明的阀的 敏感性通过柔性分隔壁的设计方案、柔性分隔壁的应力或柔性、和/或通过吸气 侧通道的流动情况的匹配而受影响。阀可匹配不同的真空操纵或真空拉紧装置 或不同的真空供给装置。

特别地，吸气侧具有至少一个吸气开口，可用于在阀运行期间吸入空气。 吸气侧和真空供给侧可包括连接件，例如在吸气侧上包括用于连接诸如吸气夹 持器的吸气接头的吸气连接件，和在真空供给侧上包括用于连接到真空供给装 置的供给连接件。也可设想的是，阀壳体由诸如真空操纵装置的围绕装置壳体 的部分形成。在该情况下，真空供给侧特别由装置壳体的区域形成，其与真空 供给部通道连通，其连接到真空供给装置。

为了预定流体阻力，且由此预定取决于吸气流动而通过吸气侧设置的控制 室中的真空，吸气侧通道特别具有节流位置。在控制室中相对于吸气侧设置的 真空的大小取决于通过节流位置的流动。因此，通过节流位置可匹配自封闭阀 的灵敏度。优选地，节流位置这样可设置地被构建，即，流体阻力是可预设的。 对此，可设置节流执行器，其可在对应于高流体阻力的节流位置与对应于相对 低的流体阻力的释放位置之间运动。这例如可借助于埋头螺钉实现，其可被拧 入节流通道中。

密封部分和关联的密封座这样地被布置在控制室外，即，在阀体的闭合位 置上，吸气侧通道自身相对于吸气侧封闭。在吸气侧通道外和在控制室外实现 密封，特别在吸气侧通道的外口部处。在闭合位置上被密封的吸气侧通道由此 自身同样地被抽真空。所述的设计方案导致，密封部分不被布置在控制室中， 且由此控制室可被实施成具有小的体积。由此可以缩短动作时间，且提高自封 闭阀的灵敏度。

阀体可穿透柔性分隔壁。优选地，阀体被设计在分隔壁面向控制室一侧上 作为汇入部分。吸气侧通道汇入其中。在分隔壁的另一侧上，阀体优选具有引 导部分，密封部分被布置在其上。引导部分特别活塞类型地或栓类型地突出超 过分隔壁。密封部分可被设计成围绕引导部分的突出部，特别被构建成凸缘类 型的、环带类型的、或盘类型的突出部。

柔性分隔壁特别这样地延伸，即，在柔性分隔壁背向控制室的一侧上形成 吸气侧室，其与吸气侧压力连接，特别汇入到吸气侧的吸气开口中。柔性分隔 壁特别将吸气侧室直接与控制室分开。吸气侧室因此被施加有在吸气侧上主导 的压力。在柔性分隔壁上一方面作用在控制室中设置的真空另一方面作用吸气 侧的压力。分隔壁的形变取决于两个室之间设置的压力差实现。

该设计方案使得可以有利地构建密封座和阀体。特别地，阀壳体具有吸气 侧内壁，其限制与吸气侧流动连接的吸气侧室。在该吸气侧室中，引导部分沿 着纵向方向上延伸，其中，吸气侧内壁具有径向阶梯，其形成用于密封部分的 密封座。在阶梯上，吸气侧室的横截面相对于纵向方向阶跃式地提高。引导部 分在吸气侧室中优选以足够的空隙被引导至吸气侧内壁，使得在打开位置上可 以实现从吸气侧通过吸气侧通道进入控制室的流动。

在引导部分中，吸气侧通道例如通道类型地延伸。其例如沿着引导部分的 纵向延伸方向延伸离开分隔壁，且汇入被布置在吸气侧室中在分隔壁与密封部 分之间的连接开口。优选地，连接开口被布置在引导部分的径向限制壁上。在 此，所述的节流位置例如可被构建成沿着引导部分的纵向延伸而延伸的吸气侧 通道的纵向通道的径向通孔或径向通道。

通过下述方式可实现有利的安装，即，柔性分隔壁沿着环形边缘被固定在 阀壳体中。分隔壁特别用作为用于阀体的载体膜。其优选在该柔性分隔壁中与 环形边缘间隔地、特别在柔性分隔壁中中间地被固定。

通过分隔壁的应力和/或弹性，可预设针对阀体在其打开位置上的预应力， 抵抗进入闭合位置的移动。由此，可设置自封闭的阀的灵敏度，即，控制室与 吸气侧之间的压力差，从该压力差起阀体占据其闭合位置。也可设想的是，设 置用于预设柔性分隔壁的预应力的设置装置。也可设置弹簧件，其一方面支撑 在阀壳体上另一方面支撑在阀体上且将其预紧张在其打开位置上。

当阀壳体多部分地被构建成具有上部和与其连接的下部时，阀可通过简单 的方式安装，其中，柔性分隔壁这样地被加紧在上部与下部之间，即，控制室 在上部中延伸，且邻接从柔性分隔壁至下部的连接。

为了实现上述的目的，也设置根据权利要求11所述的吸气夹持装置，其具 有带有吸气室的吸气体，用于依靠待夹持的工件，其中，该吸气室与前述类型 的阀的吸气侧连接。优选地，吸气体这样地与柔性分隔壁和/或与阀体连接，即， 在阀体从打开位置移动进入闭合位置时，吸气体从预移动的吸气位置移动进入 拉回的被动位置。对此，吸气体可与阀体的引导部分连接。

下文中，参考附图进一步描述和说明本发明的其他细节和设计方案。图1 以剖视图示出吸气夹持装置10的截面。吸气夹持装置10具有装置壳体12，在 其上这样地布置吸气体14，即，其可依靠待夹持的工件。当然，吸气夹持装置 10也可包括多个吸气体14，其被布置在装置壳体12上。

吸气体14限制在吸气方向上开放的吸气室16，用于吸住工件。根据本发明 的阀20关联吸气体14，用于控制吸气室16的真空供给部。

阀20具有阀壳体22，其在所示示例中由装置壳体12的在图1中可看到的 部分形成。阀壳体22被构建成多部分的，具有上部24和与其连接的下部26。

阀壳体22的上部24具有真空供给侧28，其与未示出的真空供给装置连通， 使得真空供给侧28可被抽真空。下部26在相对侧上具有吸气侧30，其与吸气 体14的吸气室16连接。对此，阀壳体22在吸气侧30上具有连接件32，吸气 体14可与其连接。例如，连接件32可被构建成连接支柱，在其上可插上吸气 体14的套管。

在阀壳体22中，在上部24与下部26之间夹住被构建成柔性膜的柔性分隔 壁34。该分隔壁在阀壳体22的上部24中限制控制室36，其与真空供给侧28 连接。

在柔性分隔壁34上布置阀体38。其穿透柔性分隔壁34，且其具有面对控 制室36的汇入部分40以及在柔性分隔壁34的另一侧上活塞类型延伸的引导部 分42。在此，引导部分42沿着纵向方向43延伸离开柔性分隔壁34。在其背向 柔性分隔壁34的一侧上，阀体38在控制室36之外具有径向环绕引导部分42 的密封部分44。

在背向控制室36的一侧上，在阀壳体22中的(在此，在下部26中的)柔 性分隔壁限制吸气侧室46，其与吸气侧30连通，且汇入其中。吸气侧室46横 向于纵向方向43由吸气侧内壁48限制。引导部分42这样地被压入如此限制的 吸气侧室46中，使得其与吸气侧内壁48成空隙地可轴向移动。

在柔性分隔壁34的曲线中，吸气侧内壁48具有阶梯50，在其上吸气侧内 室46的横截面垂直于纵向方向43阶跃式地提高。对此，阶梯50例如通过向外 径向弯折的挡壁52形成。用于密封的密封部分44可如下文中进一步描述地依 靠该挡壁。

阀体38被吸气侧通道54贯穿，通过其(至少在存在下文中进一步描述的 阀体38的打开位置时)控制室36与吸气侧室46且由此与吸气侧30流动连接。 基于汇入部分40，吸气侧通道54首先作为轴向纵向通道56在引导部分42中延 伸。在引导部分42的背向柔性分隔壁34的区域中，纵向通道56在轴向方向上 (沿着纵向方向43)被封闭。径向孔58基于纵向通道56向外贯穿引导部分42， 且在连接开口60中汇入吸气侧室46。通过径向孔58设置节流位置62。节流位 置62限定针对从吸气侧室46流动通过吸气侧通道54进入控制室36的流体阻 力。

挡壁52和吸气侧内壁48的阶梯50例如形成用于密封部分44的密封座64。 若密封部分44依靠在该密封座64上，则吸气侧通道54相对于吸气侧30被密 封。

在所示的示例中，密封部分44在吸气侧室46的跟随阶梯50的区域中围绕 引导部分42，其中其具有放大的横截面。密封部分44例如环带类型地被构建， 且包括在朝向阶梯50的挡壁52的方向上漏斗类型打开的密封唇66。

阀体38这样地被布置在柔性分隔壁34上，即，其沿着纵向方向43可轴向 在打开位置与闭合位置之间移动。在打开位置上，密封部分44的密封唇66与 所关联的密封座64这样地间隔，即，空气通过吸气侧通道54可被从吸气侧室 46中吸出，且由此可被吸气侧30抽吸。在闭合位置上，阀体38沿着纵向方向 43在控制室36的方向上被移动，其中，柔性分隔壁34这样地形变，即，控制 室36的体积减小。在移动进入闭合位置时，密封部分44的密封唇66密封地依 靠密封座64。由此，中断吸气侧30与吸气侧通道54之间的流动连接。

在图1中示出柔性分隔壁34在其正常位置上。柔性分隔壁优选这样地被预 紧张，即，仅在使用预应力的情况下，阀体38可从其打开位置移动进入闭合位 置。为了将阀体38在其打开位置上预紧张，也可设置弹簧件68(在所示示例中 的螺旋弹簧)，其这样地一方面支撑在阀壳体22的壁部分上且另一方面支撑在 阀体38，即，阀体38从打开位置进入闭合位置的运动可仅逆着弹簧件的弹簧力。 由此防止阀体38不期望地运动进入闭合位置，例如当通过作用到阀体上的重力 时当具有吸气侧的阀如上地被驱动时。由此可以稳定切换状态，特别独立于阀 的位置变化。

若在首先存在打开位置的情况下在未占据吸气侧30的情况下实现吸气，则 从吸气侧30通过吸气侧室46并通过尚未密封的吸气侧通道54的节流位置62 的流动进入控制室36。控制室36通过真空供给侧28被抽真空。由于通过节流 位置62预定的流体阻力，流动受到吸气侧通道54的限制，且可在吸气侧室46 中不产生值得显著的真空。因此在控制室36中形成相对于吸气侧室46的真空。 这导致柔性分隔壁34这样地形变，即，控制室36的体积变小。然后，阀体38 在其闭合位置的方向上移动，其中，密封部分44依靠用于依靠的密封座64。只 要是该情况，则从吸气侧30通过吸气侧通道54进入控制室36的流动被中断。 因此，吸气侧通道54和被密封部分44相对于吸气侧30被密封的吸气侧室46 的部分区域被抽真空，且由此阀体38被真空固定在其闭合位置上。在自由吸气 时，阀20通过未占据的吸气侧30切换，且由此自动进入其闭合位置。