PRESSSTEMPEL MIT BREMSEINRICHTUNG

Abstract

 Vorrichtung zum Anpressen von Kleblingen mit wenigstens einem in einer Führung gelagerten und einem Tisch (19) gegenüberliegend angeordneten Pressstempel (3), mit einem diesen Pressstempel (3) antreibenden pneumatischen Arbeitszylinder (4) und mit wenigstens einem weiteren pneumatischen Zylinder (15), derart angeordnet, dass er dem Arbeitshub des Pressstempels (3) bremsend entgegenwirkt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anpressen von Kleblingen gemäß des Oberbegriffes von Anspruch 1.

[0002] Nach dem Zusammenführen von Kleblingen müssen diese meist miteinander verpresst werden, wozu häufig pneumatisch betriebene Pressen eingesetzt werden, deren beweglicher Pressstempel die Kleblinge gegen einen stationären Tisch presst. Dabei bewegt sich der Pressstempel aus einer von den Kleblingen beabstandeten Endlage von pneumatischen Zylindern angetrieben auf die Kleblinge zu, bis er auf diesen mit hoher Geschwindigkeit auf sie prallt. Meist schließt sich eine Phase an, in welcher der Pressstempel eine konstante Kraft auf die Kleblinge aufbringt, bevor er wieder in die ursprüngliche Endlage verfahren wird. Insbesondere bei großen Hüben des Pressstempels und bei kurzen Zykluszeiten ist die Geschwindigkeit des Pressstempels beim Auftreffen auf die Kleblinge so hoch, dass der Impuls zu einem Rückprall führt, durch welchen sich die Kleblinge verschieben können, auch ein Überschwingen des Pressstempels und dadurch hervorgerufene Beschädigungen der Kleblinge sind häufige Folgen solcher hoher Aufprallgeschwindigkeiten.

[0003] Um den Rückprall des Pressstempels von den Kleblingen oder auch ein Überschwingen zu verringern, werden Dämpfer eingesetzt, welche derart angeordnet sind, dass sie kurz vor dem Auftreffen des Pressstempels auf den Kleblingen beginnend den Presstempel abbremsen, indem sie einen Teil dessen kinetischer Energie absorbieren. Die Abstimmung des Dämpfers an den Pressstempel und dessen Bewegung muss dabei sehr präzise erfolgen, so dass insbesondere Änderungen des Hubes oder auch der Masse des Pressstempels, bspw. durch den Einsatz von Wechselteilen, die Wirkung des Dämpfers stark beeinflussen, was wiederum veränderte Einstellungen des Dämpfers verlangt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit Pressstempel zur Verfügung zu stellen, welche auf einfache Weise bei veränderbarem Hub und Masse des Pressstempels ein Rückprallen oder Überschwingen des Pressstempels verhindert.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

[0006] Nach der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Pressen von Kleblingen vorgesehen, welche einen geführten Pressstempel umfasst, der einem Tisch gegenüberliegend angeordnet ist und durch wenigstens einen pneumatischen Zylinder angetrieben wird, sowie wenigstens einen weiteren pneumatischen Zylinder, derart angeordnet, dass er der Bewegung des Pressstempels in dessen Arbeitshub bremsend entgegenwirkt und diesen bremst. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit des Presszylinders ohne aufwendige Steuerung des Versorgungsdruckes gezielt reduziert werden, so dass ein Zurückprallen oder Überschwingen des Pressstempels beim Auftreffen auf die Kleblinge verhindert wird.

[0007] Der Arbeitszylinder ist über wenigstens ein diesem vorgeschaltetes steuerbares und mit der Steuerung der Vorrichtung verbundenes Ventil mit einer Druckluftquelle verbunden sowie der wenigstens eine bremsend wirkende Zylinder über wenigstens ein weiteres diesem vorgeschaltetes steuerbares und mit der Steuerung der Vorrichtung verbundenes Ventil mit einer Druckluftquelle verbunden ist, so dass der Arbeitszylinder und der wenigstens eine bremsend wirkende Zylinder unabhängig voneinander und mit unterschiedlichen Versorgungsdrücken angesteuert werden können. Insbesondere kann die zeitliche Abfolge der Schaltvorgänge für den Arbeitshub und für die bremsende Wirkung auf einfache Weise über die Steuerung der Vorrichtung verändert und so unterschiedlichen Randbedingungen angepasst werden.

[0008] In vorteilhafter Weise ist die Druckluftversorgung des wenigstens einen bremsend wirkenden Zylinders derart gestaltet, derart dass er mit konstantem Druck beaufschlagt werden kann, wobei ein entstehender Überdruck, erzeugt durch von dem Arbeitszylinder verursachte Kompression ausgeglichen wird. Die bremsende Kraft wird auf diese Weise konstant gehalten und ist insbesondere unabhängig von Hub und Geschwindigkeit des Arbeitszylinders, was das Einstellen eines gewünschten Bewegungsprofils vereinfacht. In vielen Fällen stellt eine zentrale Hausversorgung mit zahlreichen weiteren Verbrauchern einen ausreichend großen Druckluftpuffer dar, welcher den genannten Überdruck ausgleicht, andernfalls können zusätzliche Überdruckventile eingesetzt werden.

[0009] Vorzugsweise wirkt der bremsende Zylinder bei anliegendem konstantem Druck mit einer geringeren Kraft als die des Arbeitszylinders dem Arbeitshub des Pressstempels entgegen, um eine unerwünschte Umkehr der Bewegungsrichtung durch den bremsenden Zylinder zu vermeiden. Um dies zu erreichen, sind in einfacher Weise die Zylinder derart gestaltet, dass die wirkende Kolbenfläche des Arbeitszylinders größer ist als die wirksame Kolbenfläche der gegenwirkenden Zylinder. In alternativer Ausgestaltung wird der Arbeitszylinder mit höherem Druck beaufschlagt als der wenigstens eine bremsend wirkende Zylinder. Es können aber auch beide Ausführungen kombiniert werden.

[0010] Vorteilhafter Weise sind die Ventile derart gestaltet, dass in deren Kombination wenigstens drei Schaltzustände erzeugt werden können, wobei in einem ersten Schaltzustand der Arbeitszylinder derart mit Druckluft beaufschlagt ist, dass er eine Kraft in Richtung des Arbeitshubes des Pressstempels erzeugt, so dass sich der Pressstempel in dem Tisch zugewandter Richtung bewegt oder die Kleblinge auf dem Tisch presst, und in dem der bremsende Zylinder seinerseits so mit Druckluft beaufschlagt ist, dass er eine dem Arbeitshub des Pressstempels entgegen gerichtete Kraft erzeugt, so dass die Bewegung des Presstempels gebremst wird.

[0011] In einem zweiten Schaltzustand ist ebenfalls der Arbeitszylinder derart mit Druckluft beaufschlagt, dass auf dessen Kolben eine Kraft in Richtung des Arbeitshubes erzeugt, während der bremsende Zylinder drucklos und damit frei bewegbar ist. Auf diese Weise wirkt die größtmögliche Kraft in Richtung des Tisches, so dass eine hohe Annäherungsgeschwindigkeit des Pressstempels oder eine hohe Presskraft auf die Kleblinge erreicht wird.

[0012] In dem dritten Schaltzustand ist der Arbeitszylinder derart mit Druckluft beaufschlagt, dass er eine dem Arbeitshub des Pressstempels entgegengerichtete Kraft erzeugt, so dass sich der Pressstempel von dem Tisch entfernt, und der wenigstens eine bremsend wirkende Zylinder ist seinerseits derart mit Druckluft beaufschlagt, dass er ebenfalls eine Kraft entgegen dem Arbeitshub des Pressstempels erzeugt. So können die Zylinder in ihre Ausgangsstellungen gebracht werden, wobei der Rückhub des Arbeitszylinders durch den bremsenden Zylinder unterstützt wird und so der Zeitbedarf für den Rückhub reduziert werden kann.

[0013] Vorzugweise ist der wenigstens eine bremsend wirkende Zylinder derart angeordnet, dass der Bewegungsbereich des Pressstempels, in dem der bremsend wirkende Zylinder dem Arbeitshub des Pressstempels entgegenwirkt veränderbar ist. Vorteilhaft ist insbesondere eine Einrichtung zum Verstellen dieses Wirkbereiches des wenigstens einen bremsend wirkenden Zylinders. in besonders einfacher Weise ist dazu eine Verstelleinrichtung vorgesehen, welche die Position des wenigstens einen bremsend wirkenden Zylinders zum Arbeitszylinder in Bewegungsrichtung des Pressstempels verändert. So kann die Vorrichtung auf einfache Weise auf unterschiedliche Materialstärken der Kleblinge eingestellt werden.

[0014] Vorzugsweise sieht die Vorrichtung eine zu den Kleblingen beabstandete veränderbare Endlage des Pressstempels vor, so dass der Hubweg abhängig von den Kleblingen eingestellt werden kann und so unnötige Wege des Pressstempels vermieden werden, wodurch sich die Zykluszeit verringern und damit die Leistung der Vorrichtung steigern lässt. Vorteilhaft ist eine Einrichtung zum Verstellen der zu den Kleblingen beabstandeten Endlage des Pressstempels vorgesehen, wodurch die Bedienung vereinfacht wird.

[0015] In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung wenigstens einen mit der Steuerung der Vorrichtung verbundenen Sensor, derart angeordnet, dass er den Pressstempel in einer vorbestimmten Position erfasst, so dass das Erreichen des Pressstempels dieser vorbestimmten Position der Steuerung signalisiert wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Ventile unabhängig von der tatsächlichen Position des Pressstempels anzusteuern und unterschiedliche Laufzeiten der Zylinder automatisch auszugleichen.

[0016] Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird anhand der Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Pressstempels und

Fig. 2

ein Schaubild eines Pressstempelantriebes in drei Schaltzuständen.

[0017] Die in Fig. 1 gezeigte beispielhafte Ausführung der Erfindung weist einen Rahmen 1 auf, in welchem eine den Pressstempel 3 umfassende Presseinrichtung aufgenommen ist. Der Pressstempel ist durch Führungen 13 in einem Halter 17 des Gestells 6 gelagert, so dass er vertikal zu dem ortsfesten Tisch 19 bewegbar ist. Dazu umfasst der Pressstempel in den Führungen 13 gelagerte Säulen 23, welche zwischen den Führungen 13 und oberen Anschlägen 8 stirnseitig durch eine Platte 24 verbunden sind. Angetrieben wird der Pressstempel 3 durch einen Arbeitszylinder 4, mit dessen Kolben er über eine Stange 22 antriebsverbunden ist, und der von der stirnseitigen Platte 24 des Pressstempels 3 umschlossen wird. Der Antriebszylinder 4 ist im Halter 17 des Gestells 6 befestigt. Ebenfalls im Gestell 6 gelagert ist eine Einrichtung 5 zum Einstellen der oberen Endlage a des Pressstempels 3, welche Anschläge 8 zur einseitigen Begrenzung der Bewegung des Pressstempels 3 umfasst, gegen welche die Platte 24 im Rückhub des Pressstempels 3 läuft. Um die Stöße auf die Vorrichtung bei Erreichen der oberen Endlage zu reduzieren, sind die Anschläge 8 der Einstelleinrichtung als Gummipuffer ausgeführt und zusätzliche Dämpfer 9 vorgesehen, welche gegenüber den Anschlägen 8 etwas in Richtung des Arbeitshubes A überstehend angeordnet sind. Zur Optimierung der Wirkung, kann dieser Überstand der Dämpfer 9 eingestellt werden. Um die auf den Zylinder 4 um horizontale Achsen wirkende Momente zu minimieren, ist eine zur Achse des Arbeitszylinders 4 symmetrische Anordnung von jeweils zwei Säulen 23, Anschlägen 8 und Dämpfern 9 vorgesehen. Die Einstelleinrichtung 5 für die obere Endlage a ist vertikal zum Gestell 6 verschiebbar und umfasst Klemmungen 11 zum Festsetzten der Position. Außerdem umfasst die Einstelleinrichtung 5 einen Sensor 12, welcher das Erreichen der oberen Endlage a durch den Pressstempel 3 erfasst und an die Steuerung der Vorrichtung übermittelt. In einfacher Weise wird hierfür ein Näherungsschalter eingesetzt, welcher auf die stirnseitige Platte 24 des Pressstempels ausgerichtet ist.

[0018] Zur Begrenzung der Bewegung des Pressstempels 3 in Richtung des Arbeitshubes A ist eine weitere Verstelleinrichtung 7 mit Anschlägen 14 vorgesehen, gegen welche die stirnseitige Platte 24 beim Bewegen des Pressstempels 3 im Arbeitshub A läuft. Die Verstelleinrichtung 7 ist als einfaches Hebelgetriebe in Art eines Viergelenks gestaltet, da ein vergleichsweise kleiner Verstellbereich für die untere Endlage d ausreichend ist und auf diese Weise eine hohe Genauigkeit erreicht wird. In der Verstelleinrichtung 7 für die untere Endlage d sind darüber hinaus zwei pneumatische Zylinder 15 symmetrisch und parallel zur Achse des Arbeitszylinders 4 angeordnet. Stirnseitig umfassend die Kolbenstangen jeweils einen Gummipuffer 16, welcher die Kontaktfläche zur Platte 24 vergrößert. In vollständig eingefahrenem Zustand der Zylinder 15, stehen deren Gummipuffer 16 geringfügig gegenüber den unteren Anschlägen 16 zurück, so dass die untere Endlage d des Pressstempels 3 bei drucklosen oder eingefahrenen Zylindern 15 durch die Anschläge 16 festgelegt ist. Die wirksame Kolbenfläche des Arbeitszylinders 4 ist größer als die der entgegen wirkenden Zylinder 15, so dass bei gleichem Versorgungsdruck aller Zylinder 4, 15 der Pressstempel 3 die durch die unteren Anschläge 14 festgelegte Endlage d erreicht. Der Hub der Zylinder 15 ist gegenüber dem des Arbeitszylinders gering, so dass bei ausgefahrenen Zylindern 15 die Platte 24 erst kurz vor Erreichen der Endlage d auf den Gummipuffern 16 der Zylinder 15 aufsetzen.

[0019] Die Vorrichtung umfasst einen weiteren mit der Steuerung S der Vorrichtung verbundenen Sensor 18, welcher derart an dem Gestell 6 angebracht ist, dass er die Platte 24 erfasst, kurz bevor der Pressstempel 3 im Arbeitshub A seine untere Endlage d erreicht. Wie bei dem Sensor 12 zur Erfassung der oberen Endlage a wird auch für den Sensor 18 zu dieser Erfassung des Erreichens der Schaltschwelle c durch den Pressstempel 3 ein Näherungsschalter eingesetzt.

[0020] Das gesamte Gestell 3 mitsamt der Presseinrichtung ist über Linearführungen im Rahmen 1 in horizontaler Richtung bewegbar aufgenommen, so dass mit demselben Pressstempel 3 ein Pressen an unterschiedlichen Positionen des Tisches 19 möglich ist.

[0021] Fig. 2 zeigt die pneumatische Ansteuerung des Arbeitszylinders 4 und der bremsend wirkenden Zylinder 15 aus Fig. 1, wobei drei wesentliche Schaltzustände α, β, γ dargestellt sind, die während eines Zyklus' eingenommen werden. Der Pressstempel 3 ist mit dem Arbeitszylinder 4 antriebsverbunden, der mit Druckluft des konstanten Druckes P₁ versorgt wird und dem ein Ventil 20 vorgeschaltet ist. Das Ventil 20 ist als 5/3-Wege-Ventil steuerbar und mit der Steuerung S der Vorrichtung verbunden. Es ist auch der Einsatz anderer steuerbarer Ventile möglich, mit denen sich die drei Schaltzustände α, β, γ erreichen lassen. Der dem Arbeitszylinder 4 bremsend entgegenwirkende Zylinder 15 wird mit Druckluft des konstanten Druckes P₂ versorgt, wobei dem Zylinder 15 zur Ansteuerung ein Ventil 21 vorgeschaltet ist. Dieses 5/2-Wege-Ventil ist ebenfalls mit der Steuerung S der Vorrichtung verbunden und kann aber durch andere steuerbare Ventile ersetzt werden, die ebenfalls die Schaltzustände α, β, γ ermöglichen.

[0022] Die Ausgangslage eines Presszyklus' wird wie in Fig. 2a dargestellt im Schaltzustand γ erreicht, in dem der Arbeitszylinder 4 einseitig mit konstantem Druck P₁ beaufschlagt ist, während die andere Kammer entlüftet ist, so dass sich der Pressstempel 3 in seine obere Endlage a bewegt bzw. dort gehalten wird. Gleichzeitig ist der gegenwirkende Zylinder 15 einseitig mit konstantem Druck P₂ beaufschlagt, während die zweite Kammer entlüftet ist, so dass sich der Kolben mit dem Anschlag 14 in dessen obere Endlage b bewegt bzw. dort gehalten wird. In den oberen Endlagen a, b des Presstempels 3 und des unteren Anschlages 14 sind die Kolben der Zylinder 4, 15 zueinander beabstandet, so dass sich die Zylinder nicht gegenseitig beeinflussen.

[0023] Der in Fig. 2b dargestellten Schaltzustand α unterscheidet sich von Schaltzustand γ dadurch, dass der Arbeitszylinder 4 gegensinnig mit konstantem Druck P₁ beaufschlagt ist, während die Druckversorgung des Zylinders 15 dem Schaltzustand γ entspricht. Dadurch fährt der Arbeitszylinder 4 aus und der Presstempel 3 führt seinen Arbeitshub A aus. Während der Annährung des Kolbens des Arbeitszylinders 4 an den des Zylinders 15 erfolgt die Bewegung des Presstempels ungebremst. Sobald die Zylinder 4, 15 miteinander in Kontakt stehen, wirkt der Zylinder 15 dem Arbeitszylinder 4 und damit dem Arbeitshub A des Pressstempels 3 entgegen und bremst die Bewegung.

[0024] Im Schaltzustand β ist wie in Fig. 2c dargestellt der Arbeitszylinder 4 einseitig mit Druck P₁ beaufschlagt während der Zylinder 15 beidseitig entlüftet ist, so dass er nicht bremsend auf den Arbeitszylinder 4 wirkt.

[0025] Es ist ein derart angeordneter mit der Steuerung S der Vorrichtung verbundener Sensor 18 vorgesehen, dass er das Erreichen einer Schaltschwelle c durch den Pressstempel 3 erfasst, welche zwischen der oberen Endlage b des bremsend wirkenden Zylinders 15 und der unteren Endlage d des Pressstempels angeordnet ist, und damit die Vorrichtung über deren Steuerung S veranlasst, automatisch in den Schaltzustand β zu wechseln.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Anpressen von Kleblingen (30, 31), wenigstens umfassend einen in einer Führung (13) gelagerten und einem Tisch (19) gegenüberliegend angeordneten Pressstempel (3) sowie einen den Pressstempel (3) antreibenden pneumatischen Arbeitszylinder (4),
gekennzeichnet durch wenigstens einen weiteren pneumatischen Zylinder (15), derart angeordnet, dass er dem Arbeitshub (A) des Pressstempels (3) bremsend entgegenwirkt sowie ein erstes dem Arbeitszylinder (4) vorgeschaltetes mit der Steuerung (S) der Vorrichtung verbundenes steuerbares Ventil (20) und ein zweites dem wenigstens einen bremsend wirkenden Zylinder (15) vorgeschaltetes mit der Steuerung (S) der Vorrichtung verbundenes steuerbares Ventil (21).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bremsend wirkende Zylinder (15) derart mit konstantem Druck (P₂) beaufschlagbar ist, dass durch Kompression in diesem Zylinder (15) erzeugter Überdruck abgeführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem wenigstens einen bremsend wirkenden Zylinder (15) aufgebrachte und dem Arbeitshub (A) entgegenwirkende Kraft geringer ist als die von dem Arbeitszylinder (4) aufgebrachte Kraft in Richtung des Arbeitshubes (A).

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens drei Schaltzustände, wobei
in einem ersten Schaltzustand (α) der Arbeitszylinder (4) über dessen vorgeschaltetes Ventil (20) derart mit Druckluft beaufschlagt ist, dass er eine Kraft in Richtung des Arbeitshubes (A) erzeugt, während der wenigstens eine bremsend wirkende Zylinder (15) über dessen vorgeschaltetes Ventil (21) derart mit Druckluft beaufschlagt ist, dass er eine dem Arbeitshub (A) des Pressstempels (3) entgegen gerichtete Kraft erzeugt,
in einem zweiten Schaltzustand (β) der Arbeitszylinder (4) über dessen vorgeschaltetes Ventil (20) derart mit Druckluft beaufschlagt ist, dass er eine Kraft in Richtung des Arbeitshubes (A) erzeugt, während der wenigstens eine bremsend wirkende Zylinder (15) über dessen vorgeschaltetes Ventil (21) drucklos geschaltet ist,
und in einem dritten Schaltzustand (γ) der Arbeitszylinder (4) über dessen vorgeschaltetes Ventil (20) derart mit Druckluft beaufschlagt ist, dass er eine Kraft entgegen dem Arbeitshub (A) erzeugt und der wenigstens eine bremsend wirkende Zylinder (15) über dessen vorgeschaltetes Ventil (21) derart mit Druckluft beaufschlagt ist, dass er eine dem Arbeitshub (A) des Pressstempels (3) entgegen gerichtete Kraft erzeugt.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine veränderbare Anordnung des wenigstens einen bremsend wirkenden Zylinders (15) relativ zu dem Arbeitszylinder (4).

6. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (7) zum Einstellen des Abstandes des wenigstens einen bremsend wirkenden Zylinders (15) zu dem Arbeitszylinder (4).

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine veränderbare erste zu den Kleblingen (30, 31) beabstandete Endlage (a) des Pressstempels (3).

8. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (5) zum Einstellen der zu den Kleblingen (30, 31) beabstandenten Endlage des Pressstempels (3).

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens einen mit der Steuerung (S) der Vorrichtung verbundenen Sensor (12, 18) zur Erfassung des Pressstempels (4) in einer vorbestimmten Position.

Zeichnung