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Die Erfindung betrifft eine Zuführeinrichtung zur Zuführung eines Fügeelements zu einem Setzwerkzeug.
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Grundsätzlich sind Zuführeinrichtungen zur Zuführung von Fügeelementen zu einer Setzeinrichtung bekannt. So offenbaren die
US 2 989 996 , die
DE 20 2005 018 786 U1 und die
US 2015/0165607 A1 schwerkraftbasierte Vereinzelungseinrichtungen, bei welchen einer Setzeinrichtung Fügeelemente zugeführt werden können.
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Diese Zuführeinrichtungen haben den Nachteil, dass sie nur in einer Vertikallage zuverlässig betrieben werden können und sich so regelmäßig nur für statische Anwendungsgebiete eignen.
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Die
DE 10 2005 041 534 A1 offenbart eine zwischen zwei Förderkanalabschnitten eingebrachte Zwischenspeichereinheit, die eine Auswahl von unterschiedlichen zwischengespeicherten Fügeelementen ermöglicht.
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Die
DE 698 23 781 T2 offenbart eine Zuführeinrichtung zur Zuführung eines Fügeelements zu einer Setzeinrichtung, die über eine druckluftbetriebene Zuführleitung zur Einzelzuführung eines Fügeelements verfügt und ferner ein Zuführmodul umfasst, das einen Anschluss an diese Zuführleitung aufweist. Weiter umfasst das Zuführmodul eine Übergabeeinrichtung, so dass ein Fügeelement von der Lagesicherung in einer Verarbeitungsposition gehalten wird, so dass es von einer Setzeinrichtung mitgenommen werden kann.
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Gemäß dieser Ausgestaltung ist eine höhere Flexibilität in der Verwendung der Setzeinrichtung gegeben. Problemtisch bei druckluftzugeführten Fügeelementen ist die Beschädigung der Bauteile der Lagesicherung und des Fügeelements.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Zuführeinrichtung anzugeben, die eine Beschädigung der Fügeelemente und der Bauteile der Übergabeeinrichtung während des Zuführprozesses bei hohen Taktfrequenzen weitgehend vermeidet.
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Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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In bekannter Weise umfasst eine Zuführeinrichtung zur Zuführung eines Fügeelements zu einer Setzeinrichtung eine druckluftbetriebene Zuführleitung zur Einzelzuführung eines Fügeelements. Ferner umfasst die Zuführeinrichtung ein Zuführmodul, das einen Anschluss an die Zuführleitung und eine Übergabeeinrichtung aufweist. Durch die Übergabeeinrichtung wird das Fügeelement in einer Verarbeitungsposition gehalten, so dass es von einer Setzeinrichtung mitgenommen oder an diese übergeben werden kann.
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Zwischen dem Anschluss für die Zuführleitung und der Übergabeeinrichtung ist ein Umlenkmodul vorgesehen, in welches ein über die Zuführleitung zugeführtes Fügeelement einläuft und aus welchem ein zugeführtes Fügeelement ausgegeben und der Übergabeeinrichtung zugeführt werden kann. Das Umlenkmodul lenkt den Weg des Fügeelements, das parallel zur Setzachse oder im spitzen Winkel zur Setzachse der Setzeinrichtung zugeführt wird, in eine orthogonale Richtung zur Setzachse um.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Umlenkmodul unmittelbar an die Übergabeeinrichtung anschließt und über die Übergabeeinrichtung an die Setzeinrichtung angebunden ist.
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Das Umlenkmodul weist erfindungsgemäß eine Bremseinheit auf, wodurch ein in das Umlenkmodul zugeführtes Fügeelement aktiv abgebremst wird und das Umlenkmodul mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Eintrittsgeschwindigkeit das Umlenkmodul verlässt. Insbesondere wird es so abgebremst, dass es mit einer geringeren Geschwindigkeit in der Übergabeeinrichtung eintrifft als es dem Umlenkmodul zugeführt wird.
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Auf diese Weise können Schäden an der Übergabeeinrichtung oder den Fügeelementen selbst vermieden werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Bremseinheit eine betätigbare Sperreinrichtung auf, welche den Weg des Fügeelements in Richtung der Lagesicherung wahlweise vollständig blockieren oder freigeben kann.
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So kann ein Fügeelement vollständig abgebremst werden, bevor es dann wieder weiter befördert wird.
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Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein Fügeelement den Zwischenspeicher nicht ungewollt passieren kann. Da das Umlenkmodul unmittelbar an die Übergabeeinrichtung anschließt, kann auch bei Weiterbeförderung unter Druckluft aufgrund der kurzen Förderstrecke keine hohe Geschwindigkeit mehr für das Fügeelement erzielt werden. So wird eine im Verhältnis zur Zuführgeschwindigkeit langsame Beförderung in die Übergabeeinrichtung ermöglicht.
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Gemäß einer besonders einfachen Ausgestaltung kann die Sperreinrichtung einen, insbesondere pneumatisch, betätigbaren Sperrschieber umfassen, der insbesondere quer zur Druckluftrichtung angeordnet ist, wobei dieser in Sperrstellung in die Druckluftrichtung eingreift und eine Weiterbeförderung des Fügeelements verhindert.
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Besonders bevorzugt ist die Führungsbahn im Umlenkmodul T-förmig ausgebildet, so dass ein einen Kopf und einen Schaft aufweisendes Fügeelement mit seinem Kopf in dem Querbereich der T-Form geführt werden kann.
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Im Fall einer solchen Ausgestaltung kann der Sperrschieber so angeordnet sein, dass dieser zuerst in den Querbereich der T-Form eingreift.
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Dadurch kann der Sperrschieber auch nur in den Querbereich der T-Form eingreifen, um das Fügeelement am Kopf zu stoppen.
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Da der Sperrschieber nicht vollständig über die gesamte Ausdehnung des Fügeelements verfahren werden muss, sondern nur in den Kopfbereich eingreift, kann durch den sehr geringen benötigten Hub eine sehr kompakte Bauform gewährleistet werden. So kann auch ein Sperrschieber im Umlenkmodul in unmittelbarer Nähe zur Übergabeeinrichtung realisiert werden, obwohl dort üblicherweise wenig Bauraum zur Verfügung steht.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann der Eingriffsbereich des Sperrschiebers einen an die Kopfkontur des Fügeelements angepassten halbrunden Querschnitt aufweisen. So wird das Fügeelement über eine Kopfumfangslinie gebremst und die Aufprallkraft verteilt. Auf diese Weise können die Auswirkungen sowohl auf den Kopfbereich des Fügeelements als auch auf den Sperrschieber möglichst gering ausfallen.
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Der Durchmesser des halbrunden Querschnitts entspricht etwa dem der Ausdehnung des Querbereichs der T-Form.
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Der Sperrschieber kann bevorzugt aus einem harten Kemmaterial und einem weicheren Hüllmaterial gebildet sein. So können der Kern aus einem Metall und das Hüllmaterial aus Kunststoff gebildet sein.
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In einer weiteren Ausführung kann die Bremseinheit Spannbacken umfassen, die ähnlich einem vorgespannten Backenfutter ausgebildet sind. Die Spannbacken greifen in die Führungsbahn des Umlenkmoduls ein und können so ein Fügeelement radial umgreifen und an seinem Kopf festhalten. Die Spannbacken können auch eine hohlzylindrische oder hohlkonische Gestaltung aufweisen. Eine hohlkonische Ausgestaltung der Spannbacken, in welche die Fügeelemente koaxial zur Konus-Achse einlaufen, ermöglicht eine schonende Abbremsung des Fügeelements.
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Indem ein Fügeelement in dem Backenfutter gehalten wird, kann bei entsprechender Einstellung der Vorspannung das Fügeelement bis zum Stillstand abgebremst werden bevor es weiterbefördert wird.
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Eine hohlkonische, federbelastete Gestaltung der Spannbacken erlaubt dann eine Öffnung durch gezielten axialen Druck auf das Fügeelement.
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Ein solcher axialer Druck kann beispielsweise durch einen Stößel, der Teil der Bremseinheit sein kann, ausgeführt werden. So können durch Druckausübung auf das Fügeelement die Spannbacken freigegeben werden und das Fügeelement durch die Spannbacken transportiert werden.
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Da der Transportimpuls die so eingestellte Vorspannung der Spannbacken nicht überwinden kann, kann die Weiterbeförderung durch Aufbringen des axialen Drucks auf das Fügeelement gezielt gesteuert werden. So können die Spannbacken unter Vorspannung den Transportweg des Fügeelements vorläufig blockieren und auf diese Weise auch Zwischenspeichern.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann das Umlenkmodul eine Rückfallsicherung umfassen. Dadurch wird zum einen die Förderstrecke begrenzt, wodurch eine präzisere Positionierung möglich wird.
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Insbesondere in dem Fall, in dem die Sperreinrichtung einen Sperrschieber umfasst, der den Transportweg blockiert, kann die Rückfallsicherung als Federblech ausgebildet sein, das während der Bewegung des Fügelements in Transportrichtung weggedrückt wird und nach Durchtritt des Fügeelements hinter diesem wieder ausfedert, wobei auf diese Weise ein vom Sperrschieber rückprallendes Fügeelement am Rücklauf in die Zuführleitung gehindert wird. Auf diese Weise kann auch eine lageunabhängige Benutzung gewährleistet werden, ohne dass ein abgebremstes Fügeelement wieder in die Zuführleitung zurückläuft.
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Der Weitertransport des Fügeelements aus der Bremseinheit kann erfolgen, indem nach geöffnetem Sperrschieber der Druckluft-Impuls zur Beförderung des zuzuführenden Fügeelements das abgebremste Fügeelement weitertransportiert oder indem eine zusätzliche Transporteinrichtung an der Bremseinheit vorgesehen ist. Dieser kann ebenfalls in Form eines Druckluftanschlusses und/oder einer mechanischen Fördereinheit gebildet sein.
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Für den Fall, dass ein Druckluftanschluss für den Weitertransport des Fügeelements am Umlenkmodul vorgesehen ist, befindet sich die Rückfallsicherung bevorzugt zwischen der Übergabeeinrichtung und der Einleitung für die Druckluft. Alternativ kann die zusätzliche Drucklufteinleitung auch nach der Bremseinheit erfolgen, so dass ein Weitertransport durch eine Kombination der Druckluft über die Zuführleitung und der zusätzlichen Druckluftleitung ermöglicht wird.
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Insbesondere für den Fall, dass eine teilweise mechanische Weiterbeförderung vorgesehen ist, kann diese auch in Zulaufrichtung vor der Bremseinheit aktiv sein, wobei dann eine gegebenenfalls vorhandene Druckluftweiterbeförderung auch nach der Bremseinheit erfolgen kann.
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So ist sichergestellt, dass ein abgebremstes Fügeelement in jedem Fall weiterbefördert werden kann.
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Auch ein vorbeschriebener Stößel, der in den Transportweg eingeschoben wird, kann als Rückfallsicherung dienen. Ein vorbeschriebener Stößel kann so zum einen Teil der Bremseinheit als auch Teil der Rückfallsicherung sein.
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Insbesondere ist das Zuführmodul als Baugruppe mit der Übergabeeinrichtung ausgebildet, so dass dieses als solche auf einfache Weise mit einer Setzeinrichtung verbunden werden kann.
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Das Umlenkmodul ist bevorzugt aus einem Festkörperdeckel gebildet, der die Bremseinheit und gegebenenfalls eine Rückfallsicherung trägt, wobei dieser Festkörperdeckel auch die Krümmung der Führungsbahn zur Umlenkung des Fügeelements abbildet. Ferner weist das Umlenkmodul eine Profilschlauchkupplung auf, die einen Anschluss der Zuführleitung an das Umlenkmodul ermöglicht.
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Das Umlenkmodul ist bevorzugt über eine Festkörperführung mit der Übergabeeinrichtung verbunden.
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Das Umlenkmodul kann zudem ein Festkörperunterteil aufweisen, in welches ein Hilfsluftanschluss integriert ist. Das Festkörperunterteil kann bevorzugt lösbar vom Festkörperoberteil ausgebildet sein, um eine einfache Revision des Krümmungsbereichs zu ermöglichen.
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Das Umlenkmodul weist an seinem der Übergabeeinrichtung zugewandten Ende eine Anschlussstelle zur starren Anbindung des Umlenkmoduls an die Übergabeeinrichtung auf.
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Auf diese Weise kann eine starre Verbindung zwischen der Übergabeeinrichtung und der Profilschlauchkupplung erreicht werden, so dass eine zuverlässige, abgebremste Zuführung möglich ist und dennoch eine Winkeleinstellung des Zuführmoduls gegenüber der Setzeinrichtung möglich ist.
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Die Winkeleinstellung des Zulaufs kann gegenüber der Setzrichtung bei Einrichtung fest eingestellt werden oder permanent verstellbar ausgebildet sein.
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Der Abstand der Sperrkante der Bremseinheit bis zur Übergabeposition des Fügeelements in der Übergabeeinrichtung beträgt bevorzugt höchstens das 15-fache der Ausdehnung des Querbereichs der T-Form des Umlenkmoduls.
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Zur Beschickung des Zuführmoduls mit einem einzelnen Fügeelement über die Zuführleitung kann diese an eine Zuführeinheit angeschlossen sein, wobei die Zuführeinheit eine Vereinzelungseinrichtung umfasst.
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Zudem kann eine Zuführeinrichtung eine Steuereinheit umfassen, wobei die Steuereinheit eine Abstimmung der Zuführung mit der Bremseinheit bereitstellt, so dass ein Auflaufen von mehreren Fügeelementen vor der Bremseinheit verhindert werden kann. So kann ein weiteres Fügeelement erst der Bremseinheit zugeführt werden, wenn ein vorangehendes Fügeelement sich bereits im Weitertransport zur Übergabeeinrichtung befindet oder bereits von der Setzeinrichtung verarbeitet wird.
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Die Bremseinheit kann dazu ferner einen Sensor umfassen, der das Vorhandensein eines Fügeelements in der Bremseinheit detektiert.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung mit einem Fügeelement vor der Bremseinheit;
- 2 eine schematische Schnittansicht einer ersten erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung mit einem Fügeelement in Transportposition während des Transports zur Übergabeeinrichtung;
- 3 eine schematische Schnittansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung mit einem Fügeelement in Transportposition während des Transports zur Übergabeeinrichtung; und
- 4 eine schematische Schnittansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung mit einem Fügeelement in Transportposition während des Transports zur Übergabeeinrichtung.
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1 zeigt eine Zuführeinrichtung 10 umfassend eine druckluftbetriebene Zuführleitung 16 sowie ein Zuführmodul 30, umfassend eine Übergabeeinrichtung 12, ein Umlenkmodul 14, und eine in das Umlenkmodul 14 integrierte Bremseinheit 18. Die Bremseinheit 18 umfasst einen pneumatisch betätigbaren Sperrschieber 20. Ferner ist im Umlenkmodul 14 eine federbelastete Rückfallsicherung 22 in Form eines Federbleches vorgesehen. Ferner umfasst die Bremseinheit 18 ein Sensorelement 24 zur Anwesenheitsdetektion eines Fügeelements 26.
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Die Zuführeinrichtung 10 ist an eine nicht näher dargestellte Setzeinrichtung angebunden, die eine Drehspindel 28 umfasst, die ein Fügeelement aus der Übergabeeinrichtung 12 mitnehmen und unter Rotation und Druck einen Fügevorgang durchführen kann. Wie in 1 dargestellt, wird ein Fügeelement 26b von der Drehspindel 28 mitgenommen, wobei sich gleichzeitig ein Fügeelement 26a in seinem abgebremsten Zustand vor der Bremseinheit 18 befindet.
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Wie der 1 zu entnehmen ist, befindet sich der Sperrschieber 20 in einer Schließstellung, so dass dieser den Weg des Fügeelements 26a in Richtung der Übergabeeinrichtung 12 blockiert hat und damit das Fügeelement 26a abbremst. Da das gegen den in Schließstellung befindlichen Sperrschieber 20 transportierte Fügeelement 26a aufgrund des hohen Transportimpulses abprallt, durchläuft dieses vor der Bremseinheit 18 das Federblech 22. Das Federblech 22 ermöglicht einen unidirektionalen Transport in Richtung der Übergabeeinrichtung 12, indem das Federblech 22 von dem Fügeelement 26a weggedrückt wird, dieses aber nach Durchtreten des Fügeelements 26a wieder ausfedert und ein Rücklaufen des Fügeelements 26a in die Zuführleitung verhindert. Auf diese Weise kann die Lage des Fügeelements nach der Abbremsung sehr präzise festgelegt werden und damit auch die Zeit, die das Fügeelement für den weiteren Transport bis zur Übergabeeinrichtung benötigt, genau bestimmt werden. Zudem kann auch auf einfache Weise eine Positionsdetektion durch den Anwesenheitssensor 24 vorgenommen werden, während das Fügeelement rückfallsicher lageunabhängig in der Bremseinheit 18 gehalten wird. Für den Weitertransport ist ein zusätzlicher Druckluftanschluss 27 am Umlenkmodul 14 vorgesehen.
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2 zeigt eine weitere Ansicht der erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung 10 gemäß 1, wobei sich die Setzeinrichtung in einem aufnahmebereiten Zustand mit ausgezogener Drehspindel 28 befindet. In der in 2 dargestellten Verarbeitungslage wird nach Öffnen des Sperrschiebers 20 das dort gehaltene Fügeelement 26a durch den Druckluftimpuls, mit dem ein weiteres Fügeelement (nicht dargestellt) bis zur Bremseinheit 18 transportiert wird, dort abgebremst und dann weiter zur Übergabeeinrichtung 12 weitertransportiert. Nachdem das Fügeelement 26a den Sperrschieber 20 passiert hat, wird dieser von der Offenstellung wieder in eine Schließstellung überführt, so dass das nachfolgend zugeführte Fügeelement am Weitertransport zur Übergabeeinrichtung 12 gehindert wird und sicher von der Bremseinheit 18 abgebremst wird.
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Auf diese Weise kann die Zuführzeit trotz einer Abbremsung des Fügeelements auf die Bewältigung der Zuführstrecke zwischen Bremseinheit 18 und Setzeinrichtung reduziert werden, wobei während des Setzvorgangs ein weiteres Fügeelement zugeführt wird. Dadurch kann die Taktfrequenz trotz vorheriger Abbremsung des Fügeelements hochgehalten werden. Die Weiterbeförderung des Fügeelements 26a erfolgt dann mit Hilfe des zusätzlichen Druckluftanschlusses 27.
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Die Zuführstrecke ist durch die Anordnung im Umlenkmodul so kurz bemessen, dass eine hohe Endgeschwindigkeit für das Fügeelement nicht mehr erreicht werden kann.
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3 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung 40, wobei diese eine Übergabeeinrichtung 42 in Form von Spannbacken umfasst. Gemäß dieser Ausgestaltung umfasst die Zuführeinrichtung 40 eine druckluftbetriebene Zuführleitung, die in Form eines Rundschlauches 49 ausgebildet ist. Ferner umfasst die Zuführeinrichtung 40 eine Bremseinheit 46. Diese umfasst ein als federbelastetes Spannfutter 48 ausgebildetes Sperrelement, wobei dessen Spannbacken eine im Wesentlichen hohlkonische Innenkontur aufweisen.
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Ein durch den Druckluftimpuls befördertes Fügeelement 50a wird in seiner Axialrichtung befördert und kommt im Spannfutter 48 zum Liegen. Ferner umfasst die Bremseinheit 46 einen Stößel 52. Dieser Stößel 52 ist derart angeordnet, dass er im zurückgezogenen Zustand den Weg des Fügeelements 50a in das Spannfutter 48 nicht blockiert. Der Stößel 52 kann jedoch nach der Abbremsung des Fügeelements 50a in dem Spannfutter 48 den Rückweg blockieren.
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4 zeigt eine weitere Transportsituation einer Zuführeinrichtung 40 gemäß 3. Gemäß dieser Darstellung befindet sich der Stößel 52 im ausgefahrenen Zustand, wodurch der Stößel 52 das Fügeelement 50a gegen die Federvorspannung des Spannfutters 48 durch das Fügeelement 50a hindurchdrückt und somit das Fügeelement 50a in eine Transportlage bringt, in welcher dieses der Übergabeeinrichtung 42 zugeführt werden kann. Da gemäß dieser Ausgestaltung der Transportweg des Fügeelements 50a von der Bremseinheit 46 zur Übergabeeinrichtung 42 nicht im Druckluftweg der Zuführleitung 44 liegt, umfasst das Zuführmodul 41 eine weitere Transporteinrichtung 54, die in Form eines Druckluftanschlusses ausgebildet ist und das aus der Speicherstellung ausgedrückte Fügeelement 50a der Übergabeeinrichtung 42 zuführen kann, aus welcher das Fügeelement 50a schließlich von einem Antriebsbit 56 einer nicht näher dargestellten Setzeinrichtung mitgenommen werden kann.
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Auf diese Weise kann ein Fügeelement 50a zuverlässig abgebremst und zwischengespeichert werden.
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Auf diese Weise kann das Fügeelement trotz seiner Abbremsung und innerhalb kurzer Zeit der Setzeinrichtung zugeführt werden, wobei während des Setzvorgangs bereits ein weiteres Fügeelement über die Förderstrecke der Bremseinheit 46 zugeführt werden kann
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2989996 [0002]
- DE 202005018786 U1 [0002]
- US 2015/0165607 A1 [0002]
- DE 102005041534 A1 [0004]
- DE 69823781 T2 [0005]
