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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbremsen und Anhalten oder nur zum Abbremsen eines Verarbeitungselements, z.B. einer Schraube, Niete, Hülse oder eines Gewindebolzens, welches einem Werkzeug automatisch zugeführt wird, umfassend einen Führungskanal für das Verarbeitungselement und ein in den Führungskanal einbringbares Bremselement.
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Eine derartige Vorrichtung ist grundsätzlich bekannt und wird beispielsweise in einem Schraubsystem mit automatischer Schraubenzuführung eingesetzt, um eine z.B. mittels Druckluft zugeführte Schraube zu stoppen, bevor sie mit dem Schraubwerkzeug in Eingriff gebracht wird. Das Stoppen der zugeführten Schraube erfolgt mittels eines starren Metallschiebers, welcher in den Führungskanal geschoben wird, um diesen zu versperren. Problematisch ist hierbei, dass die Schraube beim Aufprall auf den Metallschieber beschädigt werden kann. Außerdem können sich beim Aufprall der Schraube auf den Metallschieber Partikel oder Späne von der Schraube oder dem Metallschieber lösen, welche anschließend zu der Verschraubungsstelle mittransportiert werden, was insbesondere unerwünscht ist, wenn erhöhte Anforderungen an die Reinheit der Arbeitsbedingungen gestellt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zum Abbremsen eines zugeführten Verarbeitungselements zu schaffen, welche die voranstehend beschriebenen Nachteile überwindet.
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Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch gelöst, dass zumindest ein in den Führungskanal eingreifender Abschnitt des Bremselements elastisch verformbar ist.
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Durch die elastische Verformbarkeit des in den Führungskanal eingreifenden Abschnitts des Bremselements wird eine schonende Abbremsung bis zum Stillstand des zugeführten Verarbeitungselements erreicht, welche sowohl eine Beschädigung des Verarbeitungselements als auch unerwünschten Materialabrieb wirksam verhindert. Grundsätzlich ist auch lediglich eine Verlangsamung des Verarbeitungselements denkbar, ohne dass dieses vollständig gestoppt wird. Die Abbremsung des Verarbeitungselements erfolgt bevorzugt über einen Bremsweg von mehreren Millimetern, z.B. über eine Länge von 2 mm bis 20 mm, insbesondere 5 mm bis 15 mm, was eine kontrollierte und besonders schonende Verlangsamung des Verarbeitungselements ermöglicht.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Bremselement seitlich in den Führungskanal einbringbar, um eine Verengung des Führungskanals zu bewirken. Dabei kann das Bremselement relativ zu dem Führungskanal verschiebbar oder verschwenkbar sein.
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Vorteilhafterweise nimmt die Verengung des Führungskanals in Längsrichtung des Führungskanals gesehen, insbesondere kontinuierlich, zu. Hierdurch wird das zugeführte Verarbeitungselement nicht schlagartig, sondern mit konstanter oder zunehmender Kraft über eine definierte Wegstrecke, von z.B. mehreren Millimetern, abgebremst, was zu einer noch schonenderen Abbremsung beiträgt.
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Die zunehmende Verengung des Führungskanals kann beispielsweise durch eine schräg zu dem Führungskanal verlaufende Bremsfläche des Bremselements erreicht werden, insbesondere wenn das Bremselement seitlich in den Führungskanal hineingeschoben wird. Alternativ kann die zunehmende Verengung des Führungskanals durch eine Verschwenkung des Führungskanals relativ zu dem Bremselement realisiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Führungskanal in einem Führungsorgan ausgebildet, welches bewegbar, bevorzugt verschwenkbar, an einem Gehäuse der Vorrichtung gelagert ist. Hierdurch kann das Führungsorgan auf einfache und platzsparende Weise aus einer ersten Lage, in welcher der Führungskanal mit einem Ausgang der Vorrichtung für das Verarbeitungselement ausgerichtet ist, in eine zweite Lage gebracht werden, in welcher der Führungskanal zu dem Ausgang versetzt ist. In der zweiten Lage ist der Führungskanal bevorzugt mit einem Ausgang der Vorrichtung für Schmutzluft ausgerichtet. Auf diese Weise ist es möglich, durch das zugeführte Verbindungselement gegebenenfalls mittransportierte Schmutzpartikel an der Verbindungsstelle vorbei zu leiten, was zu einer sauberen Arbeitsumgebung an der Verbindungsstelle beiträgt. Durch Zurückführen des Führungsorgans in die erste Lage kann das in dem Führungskanal befindliche Verbindungselement anschließend wieder weitertransportiert werden.
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Für die Bewegung, insbesondere Verschwenkung, des Führungsorgans ist vorteilhafterweise ein pneumatischer Antrieb vorgesehen, da dieser besonders kostengünstig und sauber arbeitet. Alternativ ist aber auch die Verwendung eines elektrisch betätigten Stellgliedes möglich.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist das Bremselement an einem den Führungskanal definierenden Führungsorgan bewegbar, insbesondere verschwenkbar, gelagert. Das Bremselement ist mit anderen Worten nicht nur relativ zu dem Führungskanal bewegbar, sondern darüber hinaus auch noch mit dem Führungsorgan zusammen bewegbar gelagert. Dies ermöglicht zum einen eine besonders kompakte Bauform der Vorrichtung. Zum anderen kann die Bewegung des Bremselements in den Führungskanal passiv erfolgen, nämlich durch eine Bewegung, insbesondere Verschwenkung, des Führungsorgans aus einer ersten Lage in eine zweite Lage, so dass auf einen eigenen Antrieb für das Bremselement verzichtet werden kann. Ein beispielsweise pneumatischer Antrieb des Führungsorgans erfüllt in diesem Fall also eine Doppelfunktion, indem er nicht nur eine Bewegung, insbesondere Verschwenkung, des Führungsorgans in z.B. eine schmutzableitende Lage bewirkt, sondern darüber hinaus indirekt auch für eine Betätigung des Bremselements sorgt.
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Vorteilhafterweise ist ein Anschlag für das Bremselement vorgesehen, gegen welchen das Bremselement anstößt, wenn das Führungsorgan aus seiner ersten Lage in seine zweite Lage bewegt wird. Der Anschlag begrenzt eine gemeinsame Bewegung von Führungsorgan und Bremselement und bewirkt eine Relativbewegung zwischen Führungsorgan und Bremselement, genauer gesagt eine Bewegung des Bremselements in den Führungskanal hinein. Der Anschlag ist bevorzugt verstellbar ausgebildet, damit die Vorrichtung auf einfache Weise an unterschiedliche Verbindungselemente, Bremselemente und/oder Führungsorgane angepasst werden kann.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform ist eine Rückstellfeder vorgesehen, entgegen deren Rückstellkraft das Bremselement in den Führungskanal einbringbar ist. Die Rückstellfeder sorgt auf einfache Weise für eine Rückstellung des Bremselements aus dem Führungskanal heraus, z.B. wenn das Führungsorgan aus seiner zweiten Lage wieder zurück in seine erste Lage bewegt wird.
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Die Rückstellfeder kann zwischen das Bremselement und ein den Führungskanal definierendes Führungsorgan geschaltet sein, z.B. in Form einer Druckfeder. Alternativ ist es aber auch denkbar, die Rückstellfeder in Form einer Zugfeder zwischen das Bremselement und ein feststehendes Bauteil, z.B. Gehäuseteil, der Vorrichtung anzuordnen.
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Bevorzugt umfasst der in den Führungskanal eingreifende Abschnitt des Bremselements eine Vielzahl von Borsten. Beispielsweise kann das Bremselement durch eine Bürste gebildet sein, welche eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung des Bremselements ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich könnte der in den Führungskanal eingreifende Abschnitt des Bremselements aber auch ein anderes geeignetes elastisches Element, z.B. aus Schaumstoff oder Gummi, insbesondere wenigstens eine Leiste aus einem elastisch verformbaren Kunststoffmaterial, oder einen Expansionsverschluss aufweisen.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl von Bremselementen grundsätzlich nicht auf ein Bremselement beschränkt ist. So können durchaus auch zwei oder mehr Bremselemente in den Führungskanal eingreifen. Diese können dabei parallel miteinander ausgerichtet sein und beispielsweise nebeneinander oder einander gegenüber liegen, oder sie können sternförmig angeordnet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer rein beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Durchlasszustand; und
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2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Bremszustand.
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Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung ist dafür vorgesehen, ein Verarbeitungselement 10, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Schraube, abzubremsen, welche mittels eines nicht dargestellten Zuführsystems, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eines mittels Druckluft betriebenen Zuführsystems, einem ebenfalls nicht dargestellten Werkzeug zugeführt wird.
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Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse 12 mit einem Eingang 14, der mit einem ein Verarbeitungselement 10 zuführenden Abschnitt einer schlauch- oder rohrförmigen Leitung des Zuführsystems koppelbar ist, und einen ersten Ausgang 16, der mit einem ein Verarbeitungselement 10 abtransportierenden Abschnitt einer schlauch- oder rohrförmigen Leitung des Zuführsystems koppelbar ist, sowie einen optionalen zweiten Ausgang 18 für Schmutzluft.
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Der Eingang 14 ist an ein Führungsorgan 20 angeschlossen, welches einen Führungskanal 22 für das zugeführte Verarbeitungselement 10 definiert und welches um eine erste Schwenkachse 24 verschwenkbar an dem Gehäuse 12 gelagert ist. Konkret ist das Führungsorgan 20 zwischen einer ersten Lage, in welcher der Führungskanal 22 mit dem ersten Ausgang 16 ausgerichtet ist (1), und einer zweiten Lage verschwenkbar, in welcher der Führungskanal 22 mit dem zweiten Ausgang 18 ausgerichtet ist (2). Zur Verschwenkung des Führungsorgans 20 ist ein Pneumatikzylinder 26 vorgesehen.
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Ein Bremselement 28 ist um eine zur ersten Schwenkachse 24 parallel verlaufende zweite Schwenkachse 30 verschwenkbar an dem Führungsorgan 20 angebracht. Das Bremselement 28 umfasst einen Bügel 32 mit einem ersten Endbereich, durch den sich die zweite Schwenkachse 30 erstreckt, und einem entgegengesetzten zweiten Endbereich, welcher entgegen der Rückstellkraft einer Rückstellfeder 34 auf das Führungsorgan 20 zu bewegbar ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Rückstellfeder 34 um eine Schraubendruckfeder, welche zwischen dem zweiten Endbereich des Bügels 32 und einer Außenseite des Führungsorgans 20 angeordnet ist.
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An einer dem Führungsorgan 20 zugewandten Seite des Bügels 32 ist eine Bürste 36 mit einer Vielzahl von Borsten 38 angebracht, welche in das Führungsorgan 20 eingreifen und den Führungskanal 22 begrenzen.
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In der in 1 dargestellten ersten Lage des Führungsorgans 20 wird der Bügel 32 durch die Rückstellfeder 34 derart auf Abstand zu dem Führungsorgan 20 gehalten, dass der Führungskanal 22 über seine gesamte Länge durch das Führungsorgan 20 hindurch eine Weite aufweist, die ausreichend groß ist, um einen ungehinderten Durchgang des Verarbeitungselements 10 durch das Führungsorgan 20 hindurch zu ermöglichen, d.h. ein minimaler Abstand der Borsten 38 zu einer gegenüberliegenden Innenwand 40 des Führungsorgans 20 ist größer als ein maximaler Querschnitt des Verbindungselements 10.
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Wird das Führungsorgan 20 durch den Pneumatikzylinder 26 in die in 2 gezeigte Lage verschwenkt, so bewegt sich das an dem Führungsorgan 20 montierte Bremselement 28 zunächst mit dem Führungsorgan 20 mit, bis eine dem Führungsorgan 20 abgewandten Seite des Bügels 32 an einem Anschlag 42 anstößt und an einer weiteren Bewegung gehindert wird, bevor das Führungsorgan 20 seine zweite Lage erreicht hat. Diese Blockade des Bremselements 28 bewirkt bei fortgesetzter Verschwenkung des Führungsorgans 20 eine Bewegung des Bremselements 28 relativ zu dem Führungsorgan 20, genauer gesagt eine Verschwenkung des Bremselements 28 auf das Führungsorgan 20 zu, und zwar unter Spannung der Rückstellfeder 34. Durch diese Relativbewegung zwischen Bremselement 28 und Führungsorgan 20 dringt die Bürste 36 des Bremselements 28 weiter in den Führungskanal 22 ein und zwar derart, dass die Borsten 38 den Führungskanal 22 in Richtung des zweiten Ausgangs 18 zunehmend verengen, bis hin zu einer vollständigen Versperrung des Führungskanals 22.
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In der in 2 dargestellten Situation wird ein in den Führungskanal 22 eingeschossenes Verbindungselement 10 durch die mittels der Borsten 38 bewirkten Verengung des Führungskanals 22 schonend abgebremst, weshalb die zweite Lage des Führungsorgans 20 auch als Bremslage bezeichnet werden kann. Die das Verbindungselement 10 vorantreibende Druckluft kann hingegen durch den zweiten Ausgang 18 entweichen.
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Um das abgebremste Verbindungselement 10 anschließend freizugeben und beispielsweise unter Ausnutzung der Schwerkraft dem designierten Werkzeug zuzuführen, wird das Führungsorgan 20 mit Hilfe des Pneumatikzylinders 26 in die erste Lage zurückgeschwenkt, wodurch die Borsten 38 den Führungskanal 22 freimachen, sobald sich das Bremselement 28 soweit von dem Anschlag 42 gelöst hat, dass sich der Bügel 32, angetrieben durch die Rückstellfeder 38, bis in die in 1 gezeigte Stellung wieder von dem Führungsorgan 20 wegbewegen kann. Sobald der Führungskanal 22 mit dem ersten Ausgang 16 ausgerichtet ist, haben sich die Borsten 38 soweit aus dem Führungskanal 22 herausbewegt, dass das Verbindungselement 10 aus der Vorrichtung herausfallen kann. Die erste Lage des Führungsorgans 20 kann folglich auch als Durchlass- oder Freigabelage bezeichnet werden. Um die Bewegung des die Vorrichtung verlassenden Verbindungselements 10 in Richtung des designierten Werkzeugs zu unterstützen, weist die Vorrichtung einen optionalen Anschluss 44 für Druckluft auf, welcher mit dem ersten Ausgang 16 kommuniziert.
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Der Anschlag 42 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form eines Gewindestifts 46 ausgebildet, der mit einem an dem Gehäuse 12 montierten Gewindeblock 48 in Gewindeeingriff steht. Durch Vor- oder Zurückdrehen des Gewindestifts 46 aus dem bzw. in den Gewindeblock 48 lässt sich der Abstand zwischen dem Gewindestift 46 und dem in der zweiten Lage befindlichen Führungsorgan 20 einstellen und so die Bremswirkung des Bremselements 28 auf optimale Weise an unterschiedliche Durchmesser des Führungskanals 22 und Größen des Verbindungselements 10 anpassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Verarbeitungselement
- 12
- Gehäuse
- 14
- Eingang
- 16
- erster Ausgang
- 18
- zweiter Ausgang
- 20
- Führungsorgan
- 22
- Führungskanal
- 24
- erste Schwenkachse
- 26
- Pneumatikzylinder
- 28
- Bremselement
- 30
- zweite Schwenkachse
- 32
- Bügel
- 34
- Rückstellfeder
- 36
- Bürste
- 38
- Borsten
- 40
- Innenwand
- 42
- Anschlag
- 44
- Druckluftanschluss
- 46
- Gewindestift
- 48
- Gewindeblock
