DE102016117544A1

DE102016117544A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Dichtungsringen

Info

Publication number: DE102016117544A1
Application number: DE102016117544.7A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Tim Chyla
Current assignee: GLUESEAL INNOVATION GMBH, DE
Priority date: 2016-09-17
Filing date: 2016-09-17
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2036-09-18
Also published as: US20200055231A1; WO2018050164A1; DE102016117544B4; EP3512692A1

Abstract

Bei der Herstellung von Dichtungsringen aus elastischem flexiblem, insbesondere Elastomer-Material müssen in vielen Fällen einige Verfahrensschritte manuell durchgeführt werden, insbesondere ein Verkleben von freien Enden eines von Endlosmaterial abgetrennten Abschnitts. Die vorliegende Erfindung liefert eine Vorrichtung und ein Verfahren, womit nicht nur das insbesondere stoffschlüssige Verbinden der freien Enden automatisiert erfolgen kann, sondern auch ein Ablängen auf eine gewünschte Länge, oder ein Auswerfen. Hierdurch lassen sich auf flexible, vordefinierbare Weise hohe Stückzahlen von Dichtungsringen automatisiert und kostengünstig herstellen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von elastischen, flexiblen Dichtungsringen, beispielsweise O-Ringen aus Elastomer-Material (z.B. Moosgummi) oder speziellen Kunststoffen, z.B. hochtemperaturbeständigen Kunststoffen. Ferner ist ein entsprechendes Verfahren betroffen, insbesondere mit möglichst hohem Automatisierungsgrad. Nicht zuletzt betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer Steuerungseinrichtung zum Automatisieren eines solchen Verfahrens.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Dichtungsringe werden in nahezu jedem Bereich der Technik eingesetzt, sei es zum Abdichten bezüglich Fluiden, Schall, Emissionen, Vibrationen, usw. Eine der unzähligen Anwendungen betrifft auch Chemikalien-Behälter, bei welchen ein Deckel abgedichtet werden muss. Genauso mannigfaltig wie die Einsatzbereiche sind die verwendbaren Materialien. Es kann wohl zumindest grob zwischen metallischen oder eher nicht oder nur wenig verformbaren Materialien einerseits und elastischen bzw. flexiblen Materialien, insbesondere Gummi bzw. Elastomere andererseits unterschieden werden. Gummiringe oder O-Ringe können z.B. aus Rundschnüren hergestellt werden, indem die Rundschnüre in gewünschter Länge abgelängt und dann stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Der Einsatz von Rundschnüren, z.B. EPDM-, VMQ- und FKM-Rundschnüre, kann als statische Dichtung z.B. für die Abdichtung größerer Rohrverbindungen und als Deckeldichtung im Behälterbau erfolgen. Aufgrund der in vielen Fällen erforderlichen hohen Stückzahlen ist es von Interesse, die Herstellung der Dicht-Ringe möglichst zu einem hohen Anteil automatisieren zu können. Insbesondere das stoffschlüssige Verbinden muss aber bei vielen Materialien oder Einsatzbereichen nach wie vor manuell durchgeführt werden. Rundschnüre werden in vielen Fällen direkt am Einsatzort verwendet, z.B. bei der Instandhaltung, und dort „auf Maß“ zu einem Ring zusammengefügt. Dazu kann z.B. Cyanacrylat oder 2-Komponentenkleber verwendet werden.
Die DE 37 39 058 A1 beschreibt eine Schneid- und Verbindungsvorrichtung mit einem Schweißbalken, an welchem zwei freie Enden eines Profilstrangs angeschmolzen werden können, um diese dann aneinanderzufügen.
Die EP 0 567 502 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Dichtungsringes, bei welchem ein Einlageteil verwendet wird, um zwei freie Enden eines Strangs eines Endlosringes exakt auf Stoß miteinander verbinden zu können. Das Verbinden erfolgt unter Verwendung eines Stahlklemmbandes direkt am Einsatzort bzw. an der Montageposition des Richtungsringes.
Die Herstellung von Dichtungsringen wird in weiteren Veröffentlichungen beschrieben, beispielsweise in DE 35 32 440 A1 , DE 25 47 128 C2 , DE 2 056 460 A , DE 10 2012 024 120 A1 , DE 195 31 167 A1 , DE 10 2007 042 487 B4 , DE 25 42 436 A1 , DE 10 2007 040 077 B4 , DE 2 321 648 A1 , DE 38 29 210 A1 . Bei entsprechenden Vorrichtungen oder Verfahren besteht in vielen Fällen ein enger Bezug zum Anwendungsfall: Beispielsweise erfolgt das stoffschlüssige Verbinden freier Enden einer Rundschnur „in situ“, also in der Montageposition der zu erstellenden Dichtung. Auch ist in vielen dieser Fälle nur z.B. ein einzelner Schritt der Herstellung der Ringe automatisierbar. Oder aber das Herstellen des Ringes umfasst auch einen Schritt, z.B. Vulkanisieren, welcher sich nicht direkt auf den Ring selbst, sondern auf weitere Maschinenelemente bezieht. Anders ausgedrückt: Eine Möglichkeit für eine möglichst zu einem hohen Grade automatisierbare Fertigung von mehr oder weniger beliebigen Dichtungsringen unabhängig von der Art des elastischen Dichtungsmaterials und unabhängig davon, wann oder wo oder wie diese später eingesetzt werden sollen, ist noch nicht bekannt.
Es besteht also ein Bedarf an einer Vorrichtung bzw. einem Verfahren, mittels welchem auf einfache Weise eine zu einem möglichst hohen Grade automatisierbare Herstellung von Dichtungsringen unabhängig von deren Einsatzzweck erfolgen kann, insbesondere von Ringen mit individuell vordefinierbarem Durchmesser.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe ist, eine Vorrichtung oder ein Verfahren zur Herstellung von Dichtungsringen bereitzustellen, womit die Herstellung vereinfacht, beschleunigt oder kostengünstiger oder besonders flexibel gestaltet werden kann. Auch eine Aufgabe ist, die Vorrichtung so auszugestalten, dass möglichst eine hohe Anzahl unterschiedlicher Varianten von Dichtungsringen herstellbar sind, ohne die Vorrichtung auf aufwändige Weise neu konfigurieren zu müssen. Nicht zuletzt ist es eine Aufgabe, das Verfahren so auszugestalten, dass es auf einfache Weise auf eine bestimmte Art von herzustellenden Dichtungsringen optimiert werden kann, selbst für den Fall dass keine Standard-Materialien vorliegen oder von Standard-Abmessungen abgewichen werden soll.
Zumindest eine dieser Aufgaben wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem nebengeordneten Verfahrensanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den jeweiligen Unteransprüchen erläutert. Die Merkmale der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele sind miteinander kombinierbar, sofern dies nicht explizit verneint ist.
Bereitgestellt wird eine Vorrichtung zur Herstellung von elastischen, flexiblen, insbesondere Elastomer-Dichtungsringen aus Endlosmaterial, insbesondere aus Rundschnüren, umfassend

– eine Vorschubeinheit eingerichtet zum Fördern und Positionieren des Endlosmaterials bzw. einer entsprechenden abzutrennenden Stelle davon in wenigstens eine/r Schneideposition;
– eine Schneideeinheit eingerichtet zum Abtrennen eines Abschnitts vom Endlosmaterial;
– wenigstens eine Greifereinheit eingerichtet zum Greifen und Verlagern des Endlosmaterials oder des Abschnitts;
– eine Steuerungseinrichtung, die in Verbindung mit der Vorschubeinheit, der wenigstens einen Greifereinheit und/oder der Schneideeinheit steht.

Die Schneideeinheit kann z.B. wenigstens eine Klinge umfassen, welche insbesondere orthogonal relativ zum Strang verlagerbar ist. Wahlweise können wenigstens zwei Klingen vorgesehen sein, die scherenartig relativ zueinander verlagerbar sind bzw. um ein gemeinsames Gelenk gelagert sind.
Die Schneideposition entspricht dabei bevorzugt einer Stelle bzw. Position des Stanges, an welcher der Strang sowohl abgetrennt als auch ergriffen werden kann, insbesondere in der Nullposition der Greifereinheit ergriffen werden kann. Dies ermöglicht, den abgetrennten Abschnitt dann von der Schneideposition bzw. Nullposition auf möglichst exakte Weise in die Benetzungsposition bzw. Verbindungsposition überzuführen. Bevorzugt ist die Schneideposition zwischen der Vorschubeinheit und der wenigstens einen Greifereinheit angeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das wenigstens eine freie Ende oder die wenigstens eine Greifereinheit gesteuert in eine Verbindungsposition verlagerbar, insbesondere auf einem Bewegungspfad entsprechend einer Kreisbahn, in welcher die zwei freien Enden des Abschnitts aneinander zur Anlage bringbar sind. Dies ermöglicht eine Automatisierung nicht nur des Aufbringens, sondern auch des Verbindens, also die komplette Herstellung des Ringes.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das wenigstens eine freie Ende gesteuert in eine Verbindungsposition verlagerbar, welche zwischen zwei beim Schneiden jeweils in einer Nullposition angeordneten Greifereinheiten angeordnet ist, insbesondere fluchtend und/oder mittig zwischen den Nullpositionen, insbesondere auf einer Kreisbahn. Dies ermöglicht ein einfaches Verfahren bzw. einen einfachen Aufbau der Vorrichtung, insbesondere unabhängig davon, wie lang der abgetrennte Abschnitt ist. Die Verbindungsposition kann dieselbe bleiben. Nicht zuletzt kann ein kompaktes Maschinendesign bereitgestellt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Verbindungsfluidzuführeinrichtung wenigstens eine Zuführeinheit zum Zuführen von Verbindungsfluid auf, welche in Bezug auf einen/den Bewegungspfad des Abschnitts oder der wenigstens einen Greifereinheit positioniert oder ausgerichtet ist, insbesondere radial oder orthogonal dazu. Dies begünstigt ein punktuelles oder flächig exaktes Aufbringen von Verbindungsfluid. Beispielsweise weist die Zuführeinheit einen Auslass auf, dessen Abmessungen zumindest annähernd den Abmessungen eines Querschnittsprofils des Abschnitts entsprechen. Wahlweise kann die Zuführeinheit bewegbar sein, insbesondere drehbar konzentrisch um die Benetzungsposition, so dass bei einer vergleichsweise großen Stirnfläche gleichwohl ein flächiges Auftragen des Verbindungsfluids erfolgen kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Verbindungsfluidzuführeinrichtung zwei Zuführeinheiten auf, welche jeweils einen in eine/einer von zwei Benetzungspositionen ausgerichteten/angeordneten, insbesondere nach unten ausgerichteten Auslass aufweisen. Dies ermöglicht das Aufbringen von Verbindungsfluid auf beide freien Enden, insbesondere simultan, wodurch die Belastbarkeit der stoffschlüssigen Verbindung optimierbar sein kann, je nach Art des Verbindungsfluids. Insbesondere können auf beide Enden unterschiedliche Arten von Verbindungsfluid aufgebracht werden, insbesondere jeweils eine Komponente eines Zweikomponentenklebers. Dies kann Vorteile bei bestimmten Materialien der Dichtung haben. Auch können sich Vorteile beim Bereitstellen des Klebers ergeben. Insbesondere kann vermieden werden, dass die jeweilige Zuführeinheit verklebt, denn jede Komponente kann separat von der anderen Komponente bereitgehalten werden. Auch kann dann das Verfahren des Aufbringens/Benetzens optimiert werden, z.B. bezüglich der jeweiligen Viskosität.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsfluidzuführeinrichtung oberhalb von der wenigstens einen Greifereinheit angeordnet. Dies ermöglicht, neben Vorteilen hinsichtlich der Anordnung einzelner Komponenten der Vorrichtung (insbesondere Freiraum für Strangabschnitt), ein Aufbringen bzw. Benetzen unter Wirkung der Gravitationskraft. Je nach Viskosität des Verbindungsfluids kann dies große Vorteile haben, insbesondere hinsichtlich einer möglichst einfachen Dosierung.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorschubeinheit eingerichtet, das Endlosmaterial zur Greifereinheit und an der Greifereinheit vorbei zu wenigstens einer weiteren Greifereinheit zu führen, insbesondere zu einer weiteren Greifereinheit in gegenüberliegender Position. Dies ermöglicht das Greifen beider freien Enden des Abschnitts auf einfache Weise. Insbesondere können die Enden auf besonders exakte Weise an den gewünschten Stellen ergriffen werden und entsprechend exakt in die jeweilige Position verlagert werden. Bevorzugt erfolgt das Greifen der freien Ende in derartiger Position, dass die freien Enden leicht aus den Greifereinheiten heraus überstehend, z.B. 0.5mm.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die wenigstens eine Greifereinheit einen Durchlass für den abzutrennenden Abschnitt auf. Dies ermöglicht, den Strang durch die jeweilige Greifereinheit hindurch zu verlagern und dabei bereits in einer gewünschten Greifposition anzuordnen. Ferner kann dadurch eine Anordnung in Reihe von mehreren Greifereinheiten erfolgen, wodurch sich das Verfahren vorteilhaft erleichtern lässt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung einen Steg oder eine Führung oder eine Gleit-Kontur, welche/r derart angeordnet ist, dass das Endlosmaterial oder der jeweilige Abschnitt entlang eines vordefinierten Bewegungspfades oder einer vordefinierten Kontur, insbesondere zumindest annähernd geradlinig, von der Schneideeinheit fortbewegt werden kann, insbesondere zu einer weiteren Greifereinheit. Dies erleichtert das Greifen und erhöht die Genauigkeit. Der Steg bzw. die Führungsschiene kann insbesondere aus Alumaterial hergestellt sein.
Bevorzugt ist der Steg auf einer Scheibe angeordnet, insbesondere exzentrisch. Bevorzugt weist der Steg eine Länge auf, die kleiner ist als ein Durchmesser der Scheibe. Dies ermöglicht das Ausbilden eines Freiraumes zur schlaufenförmigen Anordnung des Abschnitts, insbesondere zwischen zwei Steg-Abschnitten. Weiter bevorzugt ist der Steg durch zwei Abschnitte gebildet, die jeweils auf einer Scheibe angeordnet und bei Drehung der Scheibe mit der Scheibe mitgedreht werden können.
Der Steg bzw. die Führung oder Gleit-Kontur kann dabei sowohl eine Unterlage (in Höhenrichtung) als auch eine seitliche Führung (in Querrichtung) bilden. Dies kann sicherstellen, dass der abzutrennende Abschnitt zunächst im Wesentlichen in Vorschubrichtung ausgerichtet bleibt. Sobald der Abschnitt gestaucht wird, kann er sich vom Steg entkoppeln, insbesondere auch von der seitlichen Führung entkoppeln, so dass sich der Abschnitt aufgrund der Gravitationskraft nach unten wölbt.
Die seitliche Führung wird gemäß einer Variante von einer Seitenfläche der (jeweiligen) Scheibe gebildet. Sobald der Abschnitt dann von einer Greifereinheit ergriffen wurde, kann der Steg auch verlagert werden, insbesondere um zu ermöglichen, dass sich der Abschnitt aufgrund der Gravitationskraft bogen- bzw. schlaufen- oder halbkreisförmig nach unten wölbt, insbesondere auch dann, wenn der Abschnitt aus einem sehr dichten, feste Material besteht. Indem der Steg aus einem Bewegungspfad des Abschnitts heraus verlagerbar ist, insbesondere drehbar um ein Drehlager der jeweiligen Scheibe, kann auch ein Auswerfen auf besonders elegante Weise erfolgen, insbesondere lediglich durch Öffnen wenigstens einer der Greifereinheiten und Freigeben nach unten (Gravitation) des Abschnitts (Ausschuss).
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorschubeinheit fluchtend zur Greifereinheit und zu wenigstens einer weiteren Greifereinheit angeordnet bzw. ausgerichtet. Dies ermöglicht eine vergleichsweise einfache Zuführung (Vorschub) zu den Greifern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die wenigstens eine Greifereinheit in exzentrischer Position an einer drehbar gelagerten, motorisch antreibbaren Scheibe angeordnet. Dies ermöglicht einerseits einen besonders einfachen, robusten Aufbau, andererseits eine einfache Steuerung bzw. eine sehr exakte Positionierung. Die hier beschriebene Anordnung der Greifereinheit(en) ermöglicht, für das gesamte Verfahren bis zum Verbinden der freien Enden des Abschnitts nur einen einzigen Vorgang des Greifens des Abschnitts vorzusehen. Indem nun das Greifen, vor oder nach dem Schneiden, mit hoher Genauigkeit erfolgt, kann auch das Benetzen und später ein Verbinden der freien Enden auf vergleichsweise exakte Weise erfolgen, ohne dass die Greifereinheiten nochmals angesteuert werden müssen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel entspricht der Bewegungspfad des wenigstens einen freien Endes zumindest abschnittsweise einer Kreisbahn. Dies ermöglicht einerseits ein exaktes Positionieren, andererseits einen vorteilhaften Aufbau der Vorrichtung, insbesondere mit den gleichen Komponenten für beide freien Enden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung wenigstens eine mittels einer Antriebseinheit in vordefinierten Drehpositionen anordenbare Scheibe auf, an welcher die (jeweilige) Greifereinheit exzentrisch angeordnet ist. Auch dies liefert ein einfaches, robustes Design. Dabei können einzelne Drehpositionen bzw. Drehwinkel mit einer jeweiligen Nullposition bzw. der Schneideposition bzw. der Benetzungsposition bzw. der Verbindungsposition korreliert sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zwei Greifereinheiten, welche in exzentrischer Position an zwei Scheiben angeordnet sind, die entgegengesetzt zueinander drehbar gelagert sind, insbesondere in Eingriff miteinander, in kinematischer Abhängigkeit. Ein Drehwinkel der einen Scheibe bedingt also einen bestimmten Drehwinkel der anderen Scheibe, insbesondere denselben Drehwinkel. Dies ermöglicht, die Greifereinheiten exakt synchron zueinander zu bewegen, sei es um denselben Drehwinkel, sei es um unterschiedliche Drehwinkel. Die Scheiben können jeweils eine Verzahnung aufweisen, welche zusammen eine Stirnverzahnung bilden. Die Scheiben weisen bevorzugt denselben Durchmesser bzw. dieselbe Anzahl von Zähnen auf. Dies begünstigt eine symmetrische Anordnung der Greifereinheiten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zwei Greifereinheiten, welche jeweils aus einer Nullposition bzw. aus der Benetzungsposition in eine Verbindungsposition verlagerbar sind, insbesondere synchron oder simultan in kinematischer Abhängigkeit, in welcher die zwei freien Enden des Abschnitts aneinander zur Anlage bringbar sind. Dies ermöglicht das exakte Positionieren der Enden mittels der Greifereinheiten, wobei nur eine der Greifereinheiten angetrieben werden muss, und wahlweise auch das Ausüben einer vordefinierbaren Anpresskraft.
Die Nullposition entspricht dabei bevorzugt der Schneideposition, also ohne Verlagerung der Greifereinheit. Anders ausgedrückt: Ist der Abschnitt/Strang in der Schneideposition angeordnet, befindet sich die Greifereinheit in der Nullposition.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung zwei Greifereinheiten und ist eingerichtet, die zwei freien Enden des abgelängten Abschnitts damit jeweils von einer Nullposition, in welcher der Abschnitt nach dem Abtrennen angeordnet ist, entlang des jeweiligen Bewegungspfades in die Benetzungsposition zu verlagern, insbesondere simultan und/oder auf asymmetrischen Bewegungspfaden, dort für das Aufbringen von Verbindungsfluid zu verweilen, und daraufhin die freien Enden in einer Verbindungsposition insbesondere auf Stoß aneinander zur Anlage zu bringen, insbesondere mit vordefinierter Verweildauer. Dies ermöglicht, den gesamten Vorgang vom Schneiden bis zum Verbinden über die Position der Greifereinheiten zu steuern. Die Greifereinheiten können den Abschnitt auf möglichst exakte Weise in einem engen Toleranzbereich bezüglich der Greifposition erfassen, und dann bis zum Verbinden festhalten bzw. fixieren. Es ist kein erneutes Greifen erforderlich. Dadurch kann das Verbinden auf besonders exakte, gut reproduzierbare Weise erfolgen.
Die Verbindungsposition kann dabei auf einer Linie bzw. zumindest annähernd fluchtend zwischen den Nullpositionen der Greifereinheiten angeordnet sein. Die Verbindungsposition kann dabei in der Mitte zwischen den Nullpositionen der Greifereinheiten angeordnet sein.
Als asymmetrische Bewegungspfade können dabei z.B. zwei Kreisbahnen verstanden werden, die in entgegengesetzten Bewegungsrichtungen durchfahren werden.
Die gesamte Vorrichtung kann zusammen mit einer Spule für das Endlosmaterial auf einem Rahmen angeordnet sein, der z.B. die Abmessungen von 1m Breite, 1m Tiefe und 1m Höhe aufweist. Hierdurch ergibt sich eine kompakte Anordnung der Komponenten der Vorrichtung, und auch das Verfahren benötigt wenig Platz, insbesondere weniger Platz als ein Arbeitsplatz für eine manuelle Bearbeitung.
Die Vorrichtung kann wenigstens eine Prüfmöglichkeit aufweisen, insbesondere gemäß VPA2-Norm. Insbesondere kann eine stichprobenartige Messung der in der Verbindungsstelle übertragbaren Zugkraft und/oder eine stichprobenartige oder kontinuierliche insbesondere optische Messung eines Versatzes in der Verbindungsstelle erfolgen, mit entsprechender Justagemöglichkeit. Hierzu können die Greifereinheiten an den Scheiben umpositioniert werden und/oder der Durchlass der jeweiligen Greifereinheit kann quer zur Vorschubrichtung einstellbar gelagert sein.
ITEM Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungsringen aus Endlosmaterial, umfassend eine Vorschubeinheit eingerichtet zum Fördern und Positionieren des Endlosmaterials in wenigstens eine/r Schneideposition; eine Schneideeinheit eingerichtet zum Abtrennen eines Abschnitts vom Endlosmaterial; zwei Greifereinheiten eingerichtet zum Greifen und Verlagern des Endlosmaterials oder Abschnitts entlang eines vorgebbaren Bewegungspfades; eine Steuerungseinrichtung, die in Verbindung mit der Vorschubeinheit, den Greifereinheiten und der Schneideeinheit steht; wobei die Greifereinheiten eingerichtet sind zum gesteuerten Verlagern wenigstens eines der freien Enden des Abschnitts in eine Benetzungsposition, wobei die Vorrichtung ferner eine Verbindungsfluidzuführeinrichtung umfasst, welche in Verbindung mit der Steuerungseinrichtung steht und derart angeordnet ist, dass Verbindungsfluid auf das wenigstens eine in der Benetzungsposition angeordnete freie Ende gesteuert aufbringbar ist, wobei die freien Enden bzw. die Greifereinheiten aus der Benetzungsposition in eine Verbindungsposition verlagerbar sind, in welcher die zwei freien Enden des Abschnitts aneinander zur Anlage bringbar sind; wobei die Vorschubeinheit eingerichtet ist, das Endlosmaterial zu einer ersten der Greifereinheiten und daran vorbei zu einer zweiten der Greifereinheiten zu führen, insbesondere in gegenüberliegender Position, wobei die Greifereinheiten jeweils einen Durchlass für den abzutrennenden Abschnitt aufweisen, wobei die Greifereinheiten jeweils in exzentrischer Position an einer drehbar gelagerten, motorisch antreibbaren Scheibe angeordnet sind, die entgegengesetzt zueinander drehbar gelagert sind, insbesondere in Eingriff miteinander, wobei der jeweilige Bewegungspfad eine Kreisbahn ist. Hierdurch ergeben sich zuvor beschriebene Vorteile.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch gelöst durch eine Steuerungseinrichtung eingerichtet zum Ansteuern einer Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungsringen aus Endlosmaterial, insbesondere eingerichtet zum Ansteuern einer zuvor beschriebenen Vorrichtung, wobei die Steuerungseinrichtung einen Datenspeicher umfasst, in welchem wenigstens eine Art von Daten aus der folgenden Gruppe hinterlegt sind: Positionsdaten einer Nullposition wenigstens einer Greifereinheit, Positionsdaten wenigstens einer Benetzungsposition, Positionsdaten einer Verbindungsposition, Daten betreffend einen Bewegungspfad der wenigstens einen Greifereinheit, insbesondere in Bezug auf eine rotatorische Stellbewegung einer Antriebseinheit, Daten von den Eigenschaften wenigstens einer Art Endlosmaterial; wobei die Steuerungseinrichtung eine Kommunikationsschnittstelle zu wenigstens einer der folgenden Komponenten der Vorrichtung aufweist: Vorschubeinheit, Schneideeinheit, Greifereinheit, Verbindungsfluidzuführeinrichtung. Hiermit kann eine Steuerung des Herstellungsverfahrens hinsichtlich einer Vielzahl von Parameters erfolgen, sei es einzeln, isoliert, sei es in Kombination miteinander, so dass die Vorrichtung auf besonders flexible Weise verwendbar ist, bzw. auf einfache Weise an bestimmte Dichtungsringe adaptiert werden kann.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch gelöst durch Verwendung einer Steuerungseinrichtung in einer Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungsringen aus Endlosmaterial, insbesondere in einer zuvor beschriebenen Vorrichtung, zum Vorgeben wenigstens einer Benetzungsposition und einer Verbindungsposition von freien Enden eines abgelängten Abschnitts des Endlosmaterials, insbesondere zum Ansteuern von wenigstens einer Antriebseinheit zum Verlagern wenigstens einer Greifereinheit, insbesondere auf einer Kreisbahn. Hierdurch können für die Verbindung der Enden bedeutende Verfahrensschritte automatisiert werden. Die Verbindung kann reproduzierbar hergestellt werden. Dies erleichtert z.B. auch eine stichprobenartige Qualitätskontrolle.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch gelöst durch Verwendung wenigstens einer drehbar gelagerten Scheibe in einer Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungsringen aus Endlosmaterial, insbesondere in einer zuvor beschriebenen Vorrichtung, zum Positionieren wenigstens einer Greifereinheit in einer Nullposition zum Greifen des Endlosmaterials und in einer Benetzungsposition zum Aufbringen von Verbindungsfluid auf wenigstens ein freies Ende eines abgelängten Abschnitts des Endlosmaterials und ferner in einer Verbindungsposition zum Verbinden der zwei freien Enden des Abschnitts, insbesondere Verwendung von zwei Scheiben, die in formschlüssigem Eingriff miteinander in entgegengesetzten Drehrichtungen gedreht werden. Hierdurch kann das Positionieren und Ausrichten in der jeweiligen Position auf sehr exakte Weise erfolge, insbesondere synchron, bei vergleichsweise einfacher Steuerung. Die Greifereinheit kann dabei exzentrisch an der Scheibe montiert sein, insbesondere ganz außen, insbesondere derart, dass die Greifereinheit zumindest annähernd bündig mit der Außenkontur der Scheibe abschließt und die Außenkontur der Scheibe nicht überlappt. Dies kann sicherstellen, dass zwei Greifereinheiten auf zwei ineinandergreifenden Scheiben aneinander vorbei bewegt werden können. Insbesondere sind die Greifereinheiten so positioniert, dass sie nur bis zum Beginn der Verzahnung der Scheibe reichen, mit einem radialen Abstand von z.B. 0.5mm. Die Greifereinheiten schließen also nicht bündig mit der Scheibe ab, sondern kurz davor etwas weiter radial innen.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch gelöst durch Verwendung einer zuvor beschriebenen Vorrichtung in Verbindung mit einem Extruder oder einer alternativen Anlage zur Herstellung eines Strangs. Hierdurch kann die Herstellung vom Rohmaterial bis hin zum Endprodukt (Dichtungsring) aus einer Hand bzw. in demselben Fertigungsbetrieb bzw. an derselben Stelle erfolgen.
Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von elastischen, flexiblen, insbesondere Elastomer-Dichtungsringen aus Endlosmaterial, insbesondere aus Rundschnüren, umfassend die Schritte:

– Fördern und Positionieren des Endlosmaterials in wenigstens eine/r Schneideposition;
– Abtrennen eines Abschnitts vom Endlosmaterial in der Schneideposition;
– Greifen und Verlagern des Abschnitts mittels wenigstens einer Greifereinheit; wobei erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das Verlagern des Abschnitts nach dem Abtrennen erfolgt und ein gesteuerten Verlagern wenigstens eines freien Endes des Abschnitts entlang eines vorgebbaren Bewegungspfades in eine und/oder aus einer Benetzungsposition umfasst, insbesondere entlang eines Bewegungspfades (jeweils) entsprechend einem Kreissegment, ferner mit dem Schritt: Aufbringen von Verbindungsfluid auf das in der Benetzungsposition angeordnete wenigstens eine freie Ende. Hierdurch kann die Herstellung auf einfache Weise automatisiert werden, indem ein Verlagern des freien Endes in die jeweilige Position erfolgt. Der Abschnitt muss weder manuell gehalten noch ausgerichtet werden.

Das Verlagern kann um eine Drehachse herum erfolgen, insbesondere um eine Drehachse, die in Querrichtung y ausgerichtet ist, quer zur Vorschubrichtung x.
Das Aufbringen kann in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Erreichens der Benetzungsposition gesteuert werden, insbesondere direkt beim Erreichen gestartet werden, oder auch kurz vorher, z.B. 1 Sekunde vorher gestartet werden, beispielsweise wenn das Verbindungsfluid eine hohe Viskosität aufweist und nur langsam zugeführt werden kann.
Das Fördern und Positionieren kann dabei ein Zuführen eines freien Endes des Endlosmaterials zu einer von der Vorschubeinheit weiter beabstandeten Greifereinheit umfassen, wobei das Endlosmaterial dabei via die Schneideeinheit und via eine/die näher zur Schneideeinheit angeordnete Greifereinheit zuführbar ist, insbesondere entlang einer Kontur oder eines Steges.
Das Fördern und Positionieren kann auch ein derartiges Anordnen eines Steges oder einer Führung oder einer Gleit-Kontur umfassen, dass damit der Bewegungspfad des Abschnitts definiert wird, insbesondere ein geradliniger Bewegungspfad in Vorschubrichtung x. Ebenso kann ein Wegklappen oder Einziehen des Steges umfasst sein, insbesondere unmittelbar nachdem der Abschnitt ergriffen wurde. Dies begünstigt ein autonomes Ausbilden einer bogenförmigen Geometrie des Abschnitts.
Das Greifen und Verlagern kann dabei eine Drehbewegung und/oder eine Ausrichtung einer Stirnfläche wenigstens eines freien Endes des Abschnitts in einer zumindest annähernd horizontalen Ebene und/oder das Bilden einer bogen- oder kreissegmentförmigen, insbesondere halbkreisförmigen Kontur des Abschnitts und/oder ein Verringern des Abstandes der freien Enden zueinander, insbesondere um die Hälfte umfassen.
Dabei können die Greifereinheiten beim Greifen in einem maximalen Abstand zueinander angeordnet sein, der kleiner oder gleich der minimalen Länge des abzutrennenden Abschnittes oder dem Umfang des herzustellenden Ringes ist. Dies ermöglicht, die Greifereinheiten zu verlagern, ohne dass der Abschnitt gedehnt werden muss, insbesondere bei einer Anordnung der Greifereinheiten auf Rädern/Scheiben einer Stirnverzahnung.
Dabei kann das Verbindungsfluid mittels einer auf die Benetzungsposition ausgerichteten Zuführeinheit oder einer Dosierpumpe aufgebracht werden, wobei das Aufbringen ein durch eine Steuerungseinrichtung gesteuertes Aufbringen ist, insbesondere in Bezug auf die Menge oder eine Mindest-Verweilzeit. Auch kann das Verbindungsfluid mittels einer auf zwei Benetzungspositionen ausgerichteten Verbindungsfluidzuführeinrichtung auf zwei freie Enden auf die zwei freien Enden des Abschnitts aufgebracht werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den nach dem Aufbringen von Verbindungsfluid ausgeführten Schritt: Verlagern wenigstens eines der freien Enden des Abschnitts, insbesondere beider freier Enden aus der Benetzungsposition in eine Verbindungsposition zum stoffschlüssigen Verbinden der freien Enden miteinander mittels des aufgebrachten Verbindungsfluids, insbesondere durch eine Drehbewegung (jeweils) entlang eines Bewegungspfades entsprechend einem Kreissegment. Diese Art der Bewegung lässt sich auf vergleichsweise einfache und exakte Weise realisieren, wie bereits zuvor beschrieben.
In der Verbindungsposition können die freien Enden auf Stoß aneinander zur Anlage gebracht werden, insbesondere mit einem vordefinierten Druck, insbesondere während einer vordefinierten Dauer. Die Enden können insbesondere aus der jeweiligen Greifereinheit herausragend in der jeweiligen Greifereinheit fixiert sein. Dabei kann der Bewegungspfad zwischen der Nullposition und der Benetzungsposition und/oder der Verbindungsposition ein Segment einer Kreisbahn sein, insbesondere um einen Drehwinkel von 90° bzw. 180°.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt: Verlagern beider freier Enden aus der Benetzungsposition in eine Verbindungsposition zwischen zwei Nullpositionen, in welchen beim Schneiden jeweils eine von zwei Greifereinheiten angeordnet ist, insbesondere fluchtend und/oder mittig zwischen die Nullpositionen, insbesondere auf einer Kreisbahn. Dies ermöglicht, die Enden unabhängig von der Länge oder Art des Abschnitts immer auf dieselbe Art und Weise an derselben Stelle miteinander zu verbinden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verlagern des Abschnitts bzw. der Greifereinheit(en) ferner das Ausbilden eines Freiraumes zur schlaufenförmigen Anordnung des Abschnitts, insbesondere zwischen zwei Steg-Abschnitten. Dies kann beides insbesondere durch eine Drehbewegung erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verlagern des Abschnitts bzw. der Greifereinheit(en) ferner das Wegdrehen wenigstens eines Steges um dessen Querachse zum Ausbilden eines Freiraumes zur schlaufenförmigen Anordnung des Abschnitts. Dies kann beides durch eine Drehung einer Scheibe erfolgen, auf welcher der Steg befestigt ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt: Verlagern der Stirnseiten beider freier Enden aus voneinander abgewandter Ausrichtung, insbesondere genau entgegengesetzter Ausrichtung, in stirnseitig zueinander weisender Ausrichtung in die Verbindungsposition, insbesondere durch zwei Drehbewegungen oder auf zwei Kreisbahnen. Diese Anordnung ermöglicht einen Bewegungspfad für den Abschnitt bzw. dessen freie Enden, welcher mittels eines robusten, auf exakte und einfache Weise steuerbaren Mechanismus realisiert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den nach dem Verbinden der freien Enden ausgeführten Schritt: Zurückbewegen der wenigstens einen Greifereinheit aus der Verbindungsposition in die Nullposition, insbesondere auf einer Kreisbahn, insbesondere um einen Drehwinkel von 180°. Dies ermöglicht das Umpositionieren der Greifereinheiten mittels derselben Antriebseinheit, insbesondere auf demselben Bewegungspfad. Das Zurückbewegen kann dabei in derselben oder in entgegengesetzter Drehrichtung erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den Schritt: Auswerfen des Dichtungsringes, insbesondere in eine vordefinierbare Richtung oder mit einem vordefinierbaren Impuls. Dies kann die Automatisierung vereinfachen, insbesondere bei unterschiedlichen Arten/Längen von Dichtungsringen, die getrennt voneinander verpackt oder weiterverarbeitet werden sollen.
Gemäß einer Ausführungsform wird die wenigstens eine Greifereinheit beim Verlagern auf einer Kreisbahn mit wechselnder Drehrichtung geführt, insbesondere mittels einer Scheibe. Hierdurch können sich konstruktive Vorteile ergeben, sei es bei der jeweiligen Scheibe, sei es bezüglich der Anordnung einer Antriebseinheit. Dies kann insbesondere auch kurze Verlagerungswege ermöglicht, je nach Anordnung der Greifereinheiten.
Gemäß einer Variante wird zwischen der Nullposition und der Verbindungsposition ein Drehwinkel von zumindest annähernd 180° durchlaufen. Dann kann die Drehrichtung auch beibehalten werden.
Gemäß einer Ausführungsform werden zwei Greifereinheiten beim Verlagern in entgegengesetzten Drehrichtungen auf Kreisbahnen geführt. Dies kann insbesondere durch eine Stirnverzahnung realisiert werden, welche auf einfache Weise ansteuerbar und in vordefinierbaren Drehpositionen positionierbar ist. Eine jeweilige Scheibe dafür kann z.B. einen Durchmesser von 150mm und 100 Zähne aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform werden beim Verlagern zwei miteinander in Eingriff stehende Scheiben gedreht, insbesondere mittels eines an einer der Scheiben angreifenden Antriebseinheit, insbesondere Ritzels. Dies ermöglicht exakten Gleichlauf ohne aufwändige Steuerungstechnik.
Gemäß einer Ausführungsform wird die wenigstens eine Greifereinheit zwischen drei Drehpositionen bewegt, von denen eine Position einer Nullposition zum Greifen des Abschnittes, eine Position der Benetzungsposition, und eine Position der Verbindungsposition entspricht, wobei die Drehpositionen bevorzugt um 90° zueinander versetzt sind. Dies liefert einen einfachen Aufbau bzw. ein einfaches Verfahren, jeweils mit Vorteilen in der jeweiligen Position, insbesondere hinsichtlich Erreichbarkeit oder Flexibilität.
ITEM Zumindest eine der zuvor genannten Aufgaben wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von Dichtungsringen aus Endlosmaterial, umfassend die Schritte: Fördern und Positionieren des Endlosmaterials in wenigstens eine/r Schneideposition; Abtrennen eines Abschnitts vom Endlosmaterial in der Schneideposition; Greifen und Verlagern des Abschnitts mittels zwei Greifereinheiten entlang eines vorgegebenen Bewegungspfades; wobei das Verlagern des Abschnitts nach dem Abtrennen erfolgt und ein gesteuerten Verlagern von zwei freien Endes des Abschnitts in eine Benetzungsposition umfasst, ferner mit dem Schritt: Aufbringen von Verbindungsfluid auf wenigstens eines der freien Enden, ferner mit dem nach dem Aufbringen von Verbindungsfluid ausgeführten Schritt: Verlagern der freien Enden aus der Benetzungsposition in eine Verbindungsposition zum stoffschlüssigen Verbinden der freien Enden miteinander mittels des aufgebrachten Verbindungsfluids, ferner mit dem nach dem Verbinden der freien Enden ausgeführten Schritt: Zurückbewegen der Greifereinheiten aus der Verbindungsposition in eine Nullposition, wobei der jeweilige Bewegungspfad der freien Enden oder der Greifereinheiten eine Kreisbahn ist oder sich aus einzelnen Kreissegmenten zwischen den jeweiligen Positionen zusammensetzt, insbesondere 1/4-Kreissegmenten bzw. 90°-Drehwinkeln. Hierdurch ergeben sich zuvor beschriebene Vorteile. Die jeweilige Greifereinheit kann beim Verlagern auf einer Kreisbahn mit wechselnder Drehrichtung geführt werden, insbesondere mittels einer Scheibe.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In den nachfolgenden Zeichnungsfiguren wird die Erfindung noch näher beschrieben, wobei für Bezugszeichen, die nicht explizit in einer jeweiligen Zeichnungsfigur beschrieben werden, auf die anderen Zeichnungsfiguren verwiesen wird. Es zeigen:
1A, 1B, 2, 3, 4 jeweils in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zu unterschiedlichen Verfahrensschritten;
5A, 5B jeweils in einer Seitenansicht in schematischer Darstellung eine Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
6 in schematischer Darstellung Schritte eines Verfahrens gemäß Ausführungsformen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
In 1A ist ein Strang 1.1 von Endlosmaterial 1 in einer Vorschubeinheit 20 angeordnet und wird mittels Rollen 21; 21a, 21b, 21c, 21d in Längsrichtung x gefördert. Der Strang 1.1 wird durch eine Schneideeinheit 30 hindurch oder daran vorbei geführt, und ferner durch zwei Greifereinheiten 40; 40a, 40b, jeweils durch einen Durchlass 41 davon. Ein freies Ende 1b des Stranges 1.1 wird dabei über einen Steg 23 geführt, insbesondere bis es einen Endschalter 25 erreicht, der hinter der in Vorschubrichtung zweiten Greifereinheit 40b angeordnet ist. Die jeweilige Greifereinheit kann bipolare Hubmagnete mit Endlagenfixierung umfassen. Die jeweilige Greifereinheit ist in einer exzentrischen Position Pex mit der Exzentrizität ex auf einer Scheibe bzw. einem Zahnrad 70; 70a, 70b angeordnet. Die Scheiben greifen über eine Formschlusskontur in der Art einer Verzahnung 73 ineinander und bilden eine Stirnverzahnung
Der Strang 1.1 wird entlang eines Bewegungspfades BP1.1 verlagert, welcher Bewegungspfad zumindest annähernd einer Geraden bzw. der Vorschubrichtung x entspricht. Dabei bleiben die Greifereinheiten jeweils in einer Nullposition P0 angeordnet. Eine Bewegung in Querrichtung y oder Höhenrichtung z ist nicht gewünscht oder erforderlich.
In 1A ist eine Situation gezeigt, in welcher der Strang 1.1 durch den Durchlass der vorderen Greifereinheit 40a über den Steg 23 bis zur fluchtend dazu angeordneten hinteren Greifereinheit 40b vorgeschoben wird. Beide Greifereinheiten sind offen und in der Nullposition angeordnet.
In 1B ist eine Situation gezeigt, in welcher das freie Ende des Stranges 1.1 bis zu einem Endschalter 25 verlagert wurde. Sobald der Endschalter 25 erreicht wird, kann die hintere Greifereinheit geschlossen werden. Die in Vorschubrichtung hintere Greifereinheit kann das freie Ende des Strangs dann greifen und in dieser Position fixieren. Der Endschalter kann dabei mechanisch oder auch z.B. optisch ausgebildet sein. Die vordere Greifereinheit 40a ist nach wie vor offen.
Der Strang kann nun gegen die hintere Greifereinheit verlagert werden, was dazu führt, dass der Stang sich wölbt bzw. eine Kreissegmentform annimmt. Hierdurch kann unabhängig vom Abstand der Greifereinheiten zueinander eine gewünschte Länge des abzutrennenden Abschnitts eingestellt werden.
In 2 ist nun eine Situation gezeigt, in welcher der Vorschub gestoppt wurde, und der an der Schneideeinheit angeordnete Längenabschnitt des Stranges ist in einer Schneideposition Ps angeordnet, in welcher ein Messer auf den Strang treffen soll. Anders ausgedrückt: Die Vorschubeinheit hat eine gewünschte Längenvorgabe für den abzutrennenden Abschnitt realisiert, beispielsweise durch Längen- oder Vorschubmessung an den rotierenden Rollen, und ist arretiert worden, um das Schneiden in möglichst exakt vorgegebener Längenposition zu ermöglichen. Die Länge lässt sich beispielsweise über die Anzahl der Schritte eines Schrittmotors einstellen, z.B. 1 Schritt = 1 mm.
Der Strang 1.1 ist dabei derart gegen die hintere Greifereinheit 40b bzw. gegen einen Endschalter vorgeschoben worden, dass sich der Strang bogenförmig wölbt, insbesondere nach unten aufgrund der Gravitationskraft. Es hat sich gezeigt, dass der Steg bzw. die Führungsschiene, auf welcher der Strang zuvor in Vorschubrichtung verlagert wurde, dabei nicht notwendigerweise verlagert werden muss, je nach Material. Durch das Wölben rutscht der Strang, insbesondere bei Moosgummi, autonom von der Führungsschiene herunter. Der Strang ist dabei in einen Freiraum V0 zwischen den Greifereinheiten zum Puffern gedrückt worden, welcher Freiraum V0 nach unten offen ist bzw. zumindest in einem Bereich von z.B. 15 bis 25cm unbegrenzt ist. Insbesondere ist dieser Freiraum V0 für Längenvariationen des Stranges vor dem Ablängen nach unten hin offen mit Höhenabmessungen entsprechend mindestens dem halben Umfang eines Ringes mit maximalem Durchmesser, für welchen die Vorrichtung ausgelegt sein soll. Dies ermöglicht ein elegantes Konzept zum Greifen und Positionieren von Abschnitten unterschiedlicher Länge, ohne das Verfahren auf die jeweils gewünschte Länge anpassen zu müssen.
Ist die gewünschte Länge erreicht bzw. der Vorschub gestoppt worden, kann die vordere Greifereinheit geschlossen werden. Nun kann das Ablängen bzw. Abtrennen eines Abschnitts 1.2 des Strangs 1.1 mittels eines Messers 31 der Schneideeinheit 30 erfolgen.
Daraufhin kann der abgetrennte Abschnitt 1.2 verlagert werden, indem die Scheiben gegeneinander gedreht werden. Dazu greift eine Antriebseinheit 80 umfassend wenigstens einen Schrittmotor 80a, 80b mittels eines Ritzels 82 mit Formschlusskontur bzw. Verzahnung 83 in wenigstens eine der Scheiben ein, wodurch die freien Enden aus der Nullposition P0 in die Benetzungsposition Pf verlagert werden, und zwar um einen Drehwinkel von 90°, wie in 3 ersichtlich ist. Ein Drehwinkel α der angetriebenen Scheibe entspricht hier dem Drehwinkel α1von der Nullposition bis zur Benetzungsposition.
Die im jeweiligen Durchlass 41 eingespannten freien Enden des Abschnitts werden dabei entlang der Kreisbögen BP1a, BP1b verlagert, entsprechend zumindest annähernd einem Bewegungspfad BP40 der jeweiligen Greifereinheit, bzw. konzentrisch dazu. In der Benetzungsposition Pf sind beide freien Enden stirnseitig nach oben ausgerichtet. Im her dargestellten Beispiel wird eines davon benetzt. Wahlweise können beide benetzt werden.
Eine Verbindungsfluidzuführeinrichtung 60 ist oberhalb von der (jeweiligen) Benetzungsposition Pf angeordnet und umfasst eine oder zwei Zuführeinheiten 61; 61a, 61b, jeweils mit einem Auslass 61.1. Während des Aufbringens von Verbindungsfluid F kann die Benetzungsposition Pf kurz eingehalten werden, z.B. einige Sekunden. Wahlweise kann aber auch eine kontinuierliche Verlagerung durch die Benetzungsposition Pf hindurch (ohne Stopp) erfolgen, je nach Art und Weise der Zuführung von Verbindungsfluid, oder je nach Viskosität des Verbindungsfluids.
In 3 ist eine Situation gezeigt, in welcher beide freien Enden 1a, 1b des abgetrennten Abschnitts 1.2 um 90° in entgegengesetzten Drehrichtungen auf Kreisbahnen aufeinander zu bewegt wurden und in die Benetzungsposition gebracht wurden, in welcher Verbindungsfluid aufgebracht werden kann, wahlweise auf eines oder beide freien Enden bzw. auf deren Stirnflächen. Dabei kann der (jeweilige) Steg 23 zusammen mit den Scheiben weggedreht werden.
In 4 ist ein Dichtungsring 1.3 hergestellt worden, indem die freien Enden in eine Verbindungsposition bzw. Andrückposition Pp gebracht wurden, wiederum durch Verlagerung auf einer Kreisbahn. Der Drehwinkel α2 von der Nullposition bis zur Verbindungsposition entspricht 180°, und der Winkel zwischen der Benetzungsposition und der Verbindungsposition entspricht 90°.
In 4 ist eine Situation gezeigt, in welcher beide Greifereinheiten bzw. beide freien Enden 1a, 1b des abgetrennten Abschnitts 1.2 um weitere 90° in entgegengesetzten Drehrichtungen auf Kreisbahnen aufeinander zu bewegt wurden und in die Verbindungsposition gebracht wurden, in welcher die freien Enden auf Stoß aneinander zur Anlage gebracht werden können, insbesondere auch mit einem vordefinierbaren Druck, welcher z.B. in Abhängigkeit einer Überlappung oder eines Überstandes der Enden in Bezug aufeinander eingestellt werden kann. Der Überstand beträgt dabei beispielsweise 2 mm.
Die Stirnseiten des Abschnitts wurden aus voneinander abgewandter, genau entgegengesetzter Ausrichtung, in eine stirnseitig zueinander weisende Ausrichtung durch zwei Drehbewegungen auf zwei Kreisbahnen in die Verbindungsposition verlagert.
In dieser Position können die Scheiben arretiert werden, z.B. für einige Sekunden, um eine dauerhafte, belastbare Verbindung sicherstellen zu können. Daraufhin kann der Ring 1.3 ausgeworfen oder entnommen werden, und die Scheiben können zurückgedreht oder weitergedreht werden, bis die jeweilige Nullposition wieder erreicht ist. Anders ausgedrückt: Die Antriebseinheit bzw. der Schrittmotor kann auch für eine wechselnde Drehrichtung eingerichtet sein.
In 5A ist beispielhaft eine Vorrichtung 10 zur Herstellung von Dichtungsringen gezeigt, umfassend eine Messeinrichtung 2 mit wenigstens einem ersten Sensor 2.1, insbesondere einer Winkelmesseinheit oder Drehenconder, wenigstens einer Zeiterfassungseinheit 2.2, wenigstens einer optischen Messeinheit, insbesondere Kamera 2.3, und wenigstens einem Drucksensor 2.4, insbesondere integriert in die jeweilige Greifereinheit. Die Messeinrichtung 2 ist an eine Steuerungseinrichtung 50 gekoppelt, welche eine Recheneinheit 51, einen Datenspeicher 52, eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 53, insbesondere mit visueller Benutzerschnittstelle und eine Kommunikationsschnittstelle 54, insbesondere für Drahtlos-Kommunikation umfasst.
In der 5B gut erkennbar ist ein jeweiliges Drehlager 71 für die jeweilige Scheibe, und ferner ein Drehlager 81 für die Antriebseinheit. Die einzelnen Komponenten der Vorrichtung 10 sind auf einem Rahmen 90 angeordnet und an einer Platte 91 befestigt, insbesondere auch ein Reservoir 93 bzw. eine Haspel für das Endlosmaterial 1, und auch eine Führung 93.1, insbesondere ein schräg bezüglich der Horizontalen angeordneter Stab zum Aufnehmen von ausgeworfenen, fertig verbundenen Dichtungsringen.
Die jeweiligen Scheibe 70a, 70b ist in einer Montageposition/-höhe z70 im Drehlager 71 montiert, wobei die Montagehöhe z70 bevorzugt größer ist als der maximale Durchmesser der zu erstellenden Ringe, insbesondere mindestens 35 bis 40cm. Dies ermöglicht, den Ring frei im Freiraum zu bewegen, unabhängig von dessen Größe. Die Montagehöhe z70 kann in Bezug auf eine in der xy-Ebene angeordnete Platte gemessen werden, und beispielsweise 50cm oder 60cm betragen. Bei einer derartigen Montagehöhe z70 kann ein großer Freiraum V0 realisiert werden, in welchem die Ringe hergestellt und wahlweise auch zwischengelagert werden können, z.B. Chargen von 100 oder 200 Stück.
In 6 sind schematisch Varianten eines möglichen Ablaufes eines erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht, unter Hervorhebung von sechs einzelnen Schritten, die bevorzugt in der beschriebenen Chronologie ausgeführt werden.
Zunächst erfolgt in einem ersten Schritt S1 ein Fördern eines Strangs 1.1 des Endlosmaterials (Ansteuern der Vorschubeinheit 20) bis zu wenigstens einer Greifereinheit 40a, 40b und ein Positionieren des Strangs 1.1 gemäß einer gewünschten Länge eines abzutrennenden Abschnitts 1.2 relativ zu einer Schneideeinheit 30, nämlich in einer Schneideposition Ps (Vorschub Stop). Dazu kann z.B. eine Länge von 20cm oder 25cm vom Strang 1.1 abgespult werden. Die Länge des Abschnitts kann dabei dem Abstand der Greifereinheiten zueinander entsprechen, oder größer sein. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform wird der Strang von zwei Greifereinheiten ergriffen, so dass die Länge des Abschnitts mindestens dem Abstand der Greifereinheiten zueinander entspricht.
In einem ersten Regelungspunkt R1 kann dabei das Fördern und Positionieren geregelt werden, insbesondere durch Vorgabe von Parametern an eine/die Vorschubeinheit 20, so dass der erste Schritt S1 insbesondere bezüglich einer bestimmten Position (Vorschub Stop) oder dessen Regelung oder auch bezüglich einer Fördergeschwindigkeit oder eines Anpressdruckes von Rollen der Vorschubeinheit an das Dichtungsmaterial gesteuert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Strang in einer zumindest annähernd horizontalen Ebene gefördert. Um das Greifen des freien Endes zu erleichtern, kann ein Steg oder eine Gleit-Kontur vorgesehen sein, welche/r als Gleit-Unterlage für den Strang dient. Der Steg kann auf die Greifereinheit ausgerichtet sein. Der Steg kann an der jeweiligen Scheibe angeordnet sein.
Während bzw. am Ende des ersten Schrittes S1 befindet sich der Strang 1.1 also in einer Schneideposition Ps, in welcher der Abschnitt mit gewünschter Länge dann später vom Strang abgetrennt werden kann. Soll die Länge größer als der Abstand zwischen den Greifereinheiten sein, so kann der Strang gegen eine der Greifereinheiten transportiert werden (Vorschub gegen die hintere Greifereinheit), insbesondere nachdem das freie Ende des Strangs von der Greifereinheit ergriffen wurde. Dabei kann der Strang U-förmig angeordnet werden, insbesondere indem der Strang zwischen einer weiteren, zweiten Greifereinheit 40b, welche den Strang bereits ergriffen hat, und einer ersten Greifereinheit 40a, relativ zu welcher der Stang noch verlagerbar ist, in einen Bogen oder ein (Halb-)Kreissegment gelegt wird (Vorschub gegen ein bereits ergriffenes Ende). Je nach gewünschter Länge des Abschnitts legt sich der Strang hierbei in eine U-Form mit charakteristischer Höhe. Der Schritt 1 kann also auch das Greifen und Positionieren bzw. in Position Halten eines/des freien Endes des Stranges umfassen. Das Greifen kann dabei einerseits ein erstes Greifen des freien Endes bzw. (nach erfolgtem Schneiden) des in Vorschubrichtung hinteren Endes und andererseits ein zweites Greifen des Stranges bzw. (nach erfolgtem Schneiden) des in Vorschubrichtung vorderen/ersten Endes umfassen. Das erste Greifen kann auf den Vorschub abgestimmt sein. Insbesondere kann am Regelungspunkt R1 ein Signal von einem Endschalter ausgegeben werden, dass das freie Ende des Stranges nun eine Nullposition erreicht hat, in welcher der Strang ergriffen werden kann. Der Endschalter kann insbesondere fluchtend hinter einem Durchlass der Greifereinheit angeordnet sein, und mittels des freien Endes selbst betätigt werden. Wahlweise kann der Vorschub für das erste Greifen stoppen (Positionieren). Für das zweite Greifen wird der Vorschub gestoppt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der erste Schritt S1 auch ein Einfahren, Zurückklappen oder Verlagern oder Drehen des Steges, nämlich dann, wenn die Länge des Abschnittes größer sein soll als der Abstand der Greifereinheiten. Somit kann auch der erste Regelungspunkt R1 eine Regelschleife für einen Mechanismus zum Verlagern des Steges umfassen. Bevorzugt wird der Steg zusammen mit einer jeweiligen Scheibe um ein Drehlager der Scheibe gedreht.
Daraufhin kann in einem zweiten Schritt S2 ein Abtrennen des Abschnitts bzw. ein Durchtrennen des Strangs erfolgen, insbesondere durch ein oder zwei orthogonal zum Strang geführte Messer 31 der Schneideeinheit 30.
In einem zweiten Regelungspunkt R2 können insbesondere auch Schneideparameter überwacht werden, beispielsweise eine aufgebrachte Kraft, eine Bewegungs-Geschwindigkeit des Messers und/oder die Geometrie der erzeugten Schnittkante, beispielsweise mittels wenigstens einer optischen Messeinheit 2.3. Ist die Schnittkante nicht sauber, insbesondere nicht eben, kann der erste Schritt S1 wiederholt werden (Strichpunktlinie). Insbesondere kann der Strang erneut abgelängt werden, insbesondere nachdem der zu verwerfende Strang-Abschnitt ausgeworfen wurde. Am Ende des zweiten Schrittes S2 liegt also ein abgelängter Abschnitt mit Schnittkanten oder freien Enden vor, welche für eine stoffschlüssige Verbindung geeignet sind.
In einem dritten Schritt S3 kann daraufhin ein Greifen des abgetrennten freien Endes und Verlagern des Abschnitts 1.2 erfolgen, insbesondere derart, dass beide freien Enden des Abschnitts mittels Verbindungsfluid benetzt werden können. Das Greifen des abgetrennten freien Endes kann dabei auch bereits in Schritt S1 oder S2 erfolgt sein. In einem dritten Regelungspunkt R3 kann also insbesondere auch das Verlagern der freien Enden geregelt werden, insbesondere durch eine kontinuierliche Positionserfassung oder -regelung. Das Verlagern der freien Enden kann dabei insbesondere auf Kreisbahnen erfolgen, insbesondere mit entgegengesetztem Drehwinkel. Dabei können die Greifereinheiten aufeinander zu bewegt werden, insbesondere aus einem maximalen Abstand bis zur Hälfte dieses Abstandes zueinander. Am Ende des dritten Schrittes S3 sind die freien Enden also für Verbindungsfluid F zugänglich, insbesondere mit deren Stirnflächen nach oben weisend und in einer zumindest annähernd horizontalen Ebene ausgerichtet. Im dritten Regelungspunkt R3 kann die Positionserfassung bzw. -regelung auch dadurch auf elegante Weise erfolgen, dass beide Greifereinheiten auf ineinandergreifenden Scheiben angeordnet sind, von denen nur eine angetrieben wird. So kann die eine der Scheiben bzw. Greifereinheiten mittelbar durch die andere positioniert werden, was eine einfache Regelung und ein robustes Verfahren liefert.
Die Benetzungsposition Pf muss nicht notwendigerweise von der Schneideposition bzw. Nullposition abweichen. Vielmehr kann gemäß einer Variante auch ein Aufbringen von Verbindungsfluid in der Schneideposition bzw. Nullposition erfolgen. Daher ist in 6 angedeutet, dass der Schritt S3 wahlweise übersprungen werden kann. Es hat sich jedoch gezeigt, dass es insbesondere bezüglich der Anordnung von Komponenten der Vorrichtung vorteilhaft ist, eine Benetzungsposition zu wählen, die ungleich der Null- bzw. Schneideposition ist.
Sobald das oder die freien Enden in der Benetzungsposition Pf angeordnet sind, kann in einem vierten Schritt S4 das Aufbringen von Verbindungsfluid, und wahlweise auch ein zumindest teilweises Antrocknen erfolgen. Die Benetzungsposition Pf kann dabei dem höchsten Punkt einer drehbaren Scheibe entsprechen, auf welcher die jeweilige Greifereinheit angeordnet sein kann. In einem vierten Regelungspunkt R4 kann einerseits das Aufbringen, andererseits das Antrocknen oder Verweilen geregelt werden, insbesondere bezüglich aufgebrachter Art oder Menge des Verbindungsfluids oder einer Verweildauer in der Benetzungsposition. Am Ende des vierten Schrittes S4 sind das oder die freien Enden also eingerichtet, miteinander verbunden zu werden. In die gewünschte Austrocknungs-Periode kann dabei aber auch eine Zeitspanne mit eingerechnet sein, die für ein Verlagern der Greifereinheiten von der Benetzungsposition in eine Verbindungsposition erforderlich ist.
In einem fünften Schritt S5 erfolgt ein Verbinden der freien Enden des Abschnitts, insbesondere umfassend ein Verlagern aus der Benetzungsposition in die Verbindungsposition, wodurch die freien Enden miteinander kontaktiert werden können. Das Verlagern kann dabei durch eine Drehbewegung erfolgen, insbesondere ausschließlich. Die freien Enden können dabei ausschließlich durch eine Drehbewegung aneinander zur Anlage gebracht werden, insbesondere jeweils um Drehpunkte, die in Vorschubrichtung fluchtend hintereinander angeordnet sind.
In einem fünften Regelungspunkt R5 kann einerseits das Verlagern in die Verbindungsposition überwacht/geregelt werden (was auf die bereits zuvor beschriebene Weise erfolgen kann), andererseits das Kontaktieren der freien Enden überwacht werden, insbesondere bezüglich der relativen Ausrichtung zueinander, und/oder bezüglich eines Anpressdruckes und/oder einer Verweildauer in der Verbindungsposition. Hierbei können z.B. optische Messeinheiten oder Drucksensoren zum Einsatz kommen. Am Ende des fünften Schrittes S5 liegt also eine stoffschlüssige Verbindung vor, mittels welcher aus dem Abschnitt ein Ring gebildet wurde.
Es ist hervorzuheben, dass das Greifen der Profilenden in der gewünschten Position bereits ausreichen kann, um alle weiteren Positionen der freien Enden während des Verfahrens zu definieren. Die Greifer müssen nur ein einziges Mal geschlossen werden. Die entsprechende Position der freien Enden kann dadurch sowohl für das Aufbringen von Kleber als auch für das Kontaktieren bzw. Aneinanderpressen vorgegeben werden. Zum Optimieren oder Regeln des Greifens und einer dafür wahlweise optionalen Justage des Stranges kann eine optische Kontrolle erfolgen, insbesondere mittels im Bereich der Nullpositionen angeordneten oder darauf ausgerichteten Kameras. Diese Ausgestaltung des Verfahrens ermöglicht eine hohe Exaktheit, und der Aufwand für Justage und Um-Positionieren oder Korrekturen kann minimiert werden. Insbesondere wenn die Greifereinheiten und die Scheiben bzw. Zahnräder als starre Elemente ausgeführt sind, kann das Positionieren der freien Enden allein schon dadurch optimiert werden, dass das Zuführen der Profilenden besonders sorgfältig bzw. exakt durchgeführt wird.
Wahlweise kann das Verfahren in diesem Stadium beendet werden, bzw. wieder mit Schritt S1 beginnen, je nachdem, ob ein Auswerfen des erstellen Ringes erforderlich oder gewünscht ist. Der Schritt S5 kann optional auch ein Öffnen bzw. Lösen der wenigstens einen Greifereinheit umfassen. Das Öffnen der jeweiligen Greifereinheit kann dabei auch derart erfolgen, dass damit ein Auswerfen einhergeht, oder zumindest ein Herausrutschen des Ringes auf einen in Querrichtung möglichst direkt neben der Greifereinheit angeordneten Stab eines Reservoirs. Beispielsweise kann durch ein zeitlich leicht versetztes Öffnen der Greifereinheiten, z.B. 1Sek., bewirkt werden, dass der Ring sich aus der xz-Ebene herausdreht und dann beim Öffnen der weiteren Greifereinheit von allein herausfällt. Insbesondere kann das Verfahren dann direkt bei Schritt S1 weitergeführt werden, wenn bei einer in der Verbindungsposition angeordneten Greifereinheit auch bereits ein Greifen eines neuen Abschnitts erfolgen kann, sei es mit derselben Greifereinheit, sei es mit einer zusätzlichen Greifereinheit.
Gemäß einer Variante umfasst die Vorrichtung mehr als zwei Greifereinheiten, welche derart angeordnet sind, dass bei einem in der Verbindungsposition angeordneten Greiferpaar bereits auch sodann schon in der Nullposition oder zumindest annähernd in der Nullposition wieder wenigstens eine Greifereinheit angeordnet ist. Ein Zurückverlagern/Zurückdrehen muss also nicht notwendigerweise erfolgen. Vielmehr kann das in der Verbindungsposition angeordneten Greiferpaar leicht weitergedreht werden, z.B. um 20°, um einen Freiraum für den zuzuführenden Strang zu schaffen und ein weiteres Greiferpaar in der Nullposition anzuordnen. Dies kann auch Zeit einsparen und hohe Stückzahlen ermöglichen. Beispielsweise können jeweils auf einer Scheibe mehrere Greifereinheiten umlaufend angeordnet sein. Wahlweise kann die jeweilige Greifereinheit schwenkbar gelagert sein.
In einem sechsten Schritt S6 kann ein Bewegen einer Greifereinheit bzw. das Zurückverlagern der jeweiligen Greifereinheit in die Nullposition erfolgen, insbesondere beider Greifereinheiten synchron zueinander, insbesondere bei entgegengesetzten Drehrichtungen. Der sechste Schritt kann ein Auswerfen umfassen, insbesondere vor dem Bewegen der Greifereinheit. Der sechste Schritt S6 kann dabei einen Regelungspunkt umfassen, in welchem ein Auswerfen geregelt wird, insbesondere bezüglich Art oder Zeitpunkt der Freigabe des Dichtungsringes durch die Greifereinheit(en), und/oder in welchem die Art bzw. der Zeitpunkt und/oder die Geschwindigkeit der Bewegung geregelt werden. Am Ende des sechsten Schrittes S6 ist/sind die Greifereinheiten 40a, 40b also wieder in der Nullposition angeordnet und eingerichtet um Greifen eines neu zugeführten Strang-Abschnitts.
In 6 sind zwischen den einzelnen Schritten jeweils auch direkte Pfeile angedeutet, unter Umgehung der Regelungspunkte, wodurch hervorgehoben werden soll, dass einzelnen Regelungspunkte auch übersprungen werden können, je nachdem, ob die Vorrichtung diesbezüglich fest voreigestellt werden kann/soll, oder ob die Regelschleife nur stichprobenartig durchgeführt werden soll.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 wird im Folgenden eine spezifische Ausführungsform des Verfahrens beschrieben, nämlich eine der möglichen Varianten für das automatische Ablängen und Verkleben von als Meterware bereitgestellten (Moos-)Gummiprofilen zu Ringen.
Die zu verklebende Meterware (Rundschnur) 1 wird eingangs der Vorrichtung 10 gelagert, insbesondere aufgewickelt auf einer Spule. Daraufhin wird die Rundschnur 1 durch eine Vorschubeinheit 20, insbesondere Vierrollenvorschub mit Drehenconder (Drehwinkelmessung) zur Längenmessung, zu einem von zwei an Zahnrädern 70a, 70b montierten Greifereinheiten 40a, 40b transportiert. Beim Einlaufen bzw. Zuführen der Schnur 1 sind die beiden Greifereinheiten geöffnet. Als Greifereinheiten können dabei insbesondere bipolare Hubmagnete mit Endlagenfixierung eingesetzt werden. Sobald die Schnur 1 eine bestimmte Nullposition bzw. einen Endschalter erreicht, wird die zweite (weiter entfernt von der Vorschubeinheit angeordnete) Greifereinheit 40b geschlossen, wodurch die Schnur 1 darin fixiert wird. Mittels der Vorschubeinheit 20 wird die Schnur 1 bis zur gewünschten Soll-Länge bzw. bis zum gewünschten Durchmesser des zu erstellenden Ringes weiter vorgeschoben, nämlich in einen Bereich zwischen die Greifereinheiten. Der entsprechende Abschnitt 1.2 der Schnur wird dabei in der Form einer Schlaufe bereitgehalten. Ist die Soll-Länge erreicht, wird die erste Greifereinheit 40a geschlossen, wodurch auch das entsprechende Profilende 1a der Schnur fixiert wird. Daraufhin längt eine zwischen dem Vorschub und der ersten Greifereinheit installierte Schneideeinheit 30 die Schnur auf die gewünschte, vorprogrammierbare bzw. einstellbare Länge ab.
Eine mit einer Steuerungseinrichtung 50 verbundene Antriebseinheit 80, insbesondere ein Schrittmotor kann daraufhin die beiden Zahnräder 70a, 70b drehen, insbesondere um 90 Grad in eine Benetzungsposition Pf. Ist die gewünschte Stellung der beiden Zahnräder erreicht, erfolgt ein Auftragen von Verbindungsfluid F bzw. Kleber, und zwar mittels einer Zuführeinheit 61 bzw. mittels einer Dosierpumpe, welche Zuführeinheit bevorzugt oberhalb von der Benetzungsposition angeordnet ist. Durch leichte Rückdrehung der Dosierpumpe bzw. eines entsprechenden Schrittmotors kann ein Abtropfen von Verbindungsfluid vermieden werden, insbesondere im Nachgang zum Klebeprozess. Beispielsweise kann der Schrittmotor zehn Schritte vorwärts angesteuert werden (entsprechend eine bestimmte Menge x ml Kleber-Abgabe), und daraufhin zwei Schritte zurück, entsprechend einem leichten Zurückziehen des Klebers aus dem Auslass bzw. einer Aufbringungsnadel.
Beim Verbinden emittierte Dämpfe, insbesondere cyanithaltige Kleberdämpfe, können dabei abgesaugt werden. Im Gegensatz zum manuellen Verkleben stellen diese Dämpfe also keine Gesundheitsgefahren dar, oder können zumindest evakuiert werden, ohne dass sie von einem Menschen eingeatmet werden. Eine Absaugung erfolgt insbesondere über wenigstens einen Aktivkohlefilter.
Nach dem Auftragen des Verbindungsfluids dreht der Schrittmotor 80 die jeweilige Greifereinheit bis zur Verbindungsposition bzw. Andrückposition Pp weiter. In der Verbindungsposition werden die beiden Profilenden 1a, 1b der Schnur aneinander zur Anlage gebracht, insbesondere auf Stoß. Diese Anordnung bzw. die Andrückposition Pp wird für eine vordefinierbare Mindestzeit gehalten, insbesondere in Abhängigkeit der Art des verwendeten Verbindungsfluids oder des zu verklebenden Materials, beispielsweise 5 Sekunden. Nach der Mindestzeit werden die Greifereinheiten wieder geöffnet. Der erstellte/verklebte Ring 1.3 kann nun aus der Vorrichtung 10 entnommen werden bzw. kann mittels eines Auswerfers (nicht dargestellt) ausgeworfen werden. Der Auswerfer kann auf pneumatische Weise (Luftstoss) ein Auswerfen bewirken, insbesondere indem der Auswerfer hinter den Greifereinheiten bzw. hinter dem jeweiligen Durchlass bzw. hinter der Verbindungsposition angeordnet wird.
Zur Vorbereitung eines nachfolgenden Verbindungsprozesses kann der Schrittmotor 80 die Zahnräder 70 wieder in die Ausgangsstellung bzw. Nullposition bringen, insbesondere zurückdrehen. Die Greifereinheiten können hierbei geöffnet bleiben. Ist die Ausgangsstellung erreicht, wird die Meterware mittels der Vorschubeinheit wieder zur zweiten Greifereinheit 40b transportiert, und der zuvor beschriebene Vorgang wird wiederholt, bis eine gewünschte/voreingestellte Stückzahl von Ringen 1.3 erreicht ist.
Mit Hilfe der Steuerungseinrichtung 50 können zumindest die folgenden Kriterien oder Parameter definiert werden, insbesondere zu Beginn eines jeweiligen Verbindungs-/Klebeprozesses:
gewünschte Stückzahl von Ringen;
Länge des gewünschten Profil-Abschnitts bzw. Durchmesser des Ringes;
Dauer des Verbindungsprozesses bzw. der Klebung, je nach verwendetem Verbindungsfluid/Kleber und Umwelteinflüssen
Zusammenfassend kann erwähnt werden: Bei der Herstellung von Dichtungsringen aus elastischem flexiblem, insbesondere Elastomer-Material müssen in vielen Fällen einige Verfahrensschritte manuell durchgeführt werden, insbesondere ein Verkleben von freien Enden eines von Endlosmaterial abgetrennten Abschnitts. Die vorliegende Erfindung liefert eine Vorrichtung und ein Verfahren, womit nicht nur das insbesondere stoffschlüssige Verbinden der freien Enden automatisiert erfolgen kann, sondern auch ein Ablängen auf eine gewünschte Länge, oder ein Auswerfen. Hierdurch lassen sich auf flexible, vordefinierbare Weise hohe Stückzahlen von Dichtungsringen automatisiert und kostengünstig herstellen.
Bezugszeichenliste

1: Endlosmaterial
1a, 1b: freies Ende
1.1: Strang, Rundschnur
1.2: Abschnitt
1.3: Dichtungsring
2: Messeinrichtung
2.1: erster Sensor, insbesondere Winkelmesseinheit oder Drehenconder
2.2: Zeiterfassungseinheit
2.3: optische Messeinheit, insbesondere Kamera
2.4: Drucksensor, insbesondere integriert in Greifereinheit
10: Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungsringen
20: Vorschubeinheit
21; 21a, 21b, 21c, 21d: Rolle, insbesondere erste bis vierte Rolle
23: Steg oder Führung oder Gleit-Kontur
25: Endschalter
30: Schneideeinheit
31: Messer
40; 40a, 40b: Greifereinheit, insbesondere erste und zweite Greifereinheit
41: Durchlass für Strang-Abschnitt
50: Steuerungseinrichtung
51: Recheneinheit
52: Datenspeicher
53: Eingabe-/Ausgabeeinheit, insbesondere mit visueller Benutzerschnittstelle
54: Kommunikationsschnittstelle, insbesondere für Drahtlos-Kommunikation
60: Verbindungsfluidzuführeinrichtung
61; 61a, 61b: Zuführeinheit, insbesondere erste und zweite Zuführeinheit
61.1: Auslass
70; 70a, 70b: Scheibe bzw. Zahnrad, insbesondere erste und zweite Scheibe
71: Drehlager für Scheibe
73: Formschlusskontur, insbesondere Verzahnung
80; 80a, 80b: Antriebseinheit, insbesondere erster und zweiter Schrittmotor
81: Drehlager für Antriebseinheit
82: Ritzel
83: Formschlusskontur, insbesondere Verzahnung
90: Rahmen zur Anordnung und Befestigung von Komponenten der Vorrichtung
91: Platte
93: Reservoir
93.1: Führung, insbesondere schräg bezüglich der Horizontalen angeordneter Stab
BP1a, BP1b: Bewegungspfad eines freien Endes des Abschnitts nach dem Greifen
BP1.1: Bewegungspfad des Stranges, insbesondere vor dem Greifen
BP40: Bewegungspfad der (jeweiligen) Greifereinheit
ex: Exzentrizität
F: Verbindungsfluid
Pex: exzentrische Position
Pf: Benetzungsposition, insbesondere bezüglich eines freien Endes und bezüglich eines Auslasses
Ps: Schneideposition, insbesondere bezüglich der abzutrennenden Stelle des Stranges
P0: Nullposition, insbesondere Nullposition der jeweiligen Greifereinheit und eines jeweiligen freien Endes
Pp: Verbindungsposition, insbesondere Andrückposition der jeweiligen Greifereinheit und eines jeweiligen freien Endes
R1: erster Regelungspunkt, insbesondere bezüglich Greifen und Positionserfassung oder Positionsregelung
R2: zweiter Regelungspunkt, insbesondere bezüglich Schneideparametern
R3: dritter Regelungspunkt, insbesondere Positionserfassung oder -regelung
R4: vierter Regelungspunkt, insbesondere bezüglich aufgebrachter Art oder Menge des Verbindungsfluids oder Verweildauer in Benetzungsposition
R5: fünfter Regelungspunkt, insbesondere bezüglich Verlagern und Kontaktieren
S1: Schritt 1, insbesondere Fördern/Vorschub und Positionieren und Greifen
S2: Schritt 2, insbesondere Abtrennen, wahlweise auch Greifen
S3: Schritt 3, insbesondere Verlagern wenigstens eines freien Endes in Benetzungsposition
S4: Schritt 4, insbesondere Aufbringen von Verbindungsfluid
S5: Schritt 5, insbesondere Verbinden der freien Enden des Abschnitts
S6: Schritt 6, insbesondere Auswerfen und Bewegen der Greifereinheit in die Nullposition
V0: Freiraum zum Puffern oder für Längenvariationen des Stranges vor dem Ablängen
x: Längsrichtung bzw. Vorschubrichtung, insbesondere in horizontaler Ebene
y: Querrichtung, insbesondere in horizontaler Ebene
z: Höhenrichtung bzw. Vertikale
z70: Montageposition/-höhe der jeweiligen Scheibe
α: Drehwinkel der angetriebenen Scheibe
α1: Drehwinkel bis zur Benetzungsposition
α2: Drehwinkel bis zur Verbindungsposition

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3739058 A1 [0003]
EP 0567502 B1 [0004]
DE 3532440 A1 [0005]
DE 2547128 C2 [0005]
DE 2056460 A [0005]
DE 102012024120 A1 [0005]
DE 19531167 A1 [0005]
DE 102007042487 B4 [0005]
DE 2542436 A1 [0005]
DE 102007040077 B4 [0005]
DE 2321648 A1 [0005]
DE 3829210 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung (10) zur Herstellung von Dichtungsringen (1.3) aus Endlosmaterial (1), insbesondere aus Rundschnüren, umfassend – eine Vorschubeinheit (20) eingerichtet zum Fördern und Positionieren des Endlosmaterials in wenigstens eine/r Schneideposition (Ps); – eine Schneideeinheit (30) eingerichtet zum Abtrennen eines Abschnitts (1.2) vom Endlosmaterial; – wenigstens eine Greifereinheit (40; 40a, 40b) eingerichtet zum Greifen und Verlagern des Endlosmaterials oder des Abschnitts; – eine Steuerungseinrichtung (50), die in Verbindung mit der Vorschubeinheit, der wenigstens einen Greifereinheit und/oder der Schneideeinheit steht; dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Greifereinheit eingerichtet ist zum gesteuerten Verlagern wenigstens eines freien Endes (1a, 1b) des Abschnitts entlang eines vorgebbaren Bewegungspfades (BP1.1; BP1a, BP1b) in eine und/oder aus einer Benetzungsposition (Bf), wobei die Vorrichtung ferner eine Verbindungsfluidzuführeinrichtung (60) umfasst, welche in Verbindung mit der Steuerungseinrichtung steht und derart angeordnet oder anordenbar ist, dass Verbindungsfluid (F) auf das in der Benetzungsposition anordenbare wenigstens eine freie Ende gesteuert aufbringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine freie Ende oder die wenigstens eine Greifereinheit in eine Verbindungsposition (Pp) verlagerbar ist, in welcher die zwei freien Enden des Abschnitts aneinander zur Anlage bringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wenigstens eine freie Ende in eine Verbindungsposition (Pp) verlagerbar ist, welche zwischen zwei beim Schneiden jeweils in einer Nullposition (P0) angeordneten Greifereinheiten angeordnet ist, insbesondere fluchtend und/oder mittig zwischen den Nullpositionen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungsfluidzuführeinrichtung (60) wenigstens eine Zuführeinheit (61; 61a, 61b) zum Zuführen von Verbindungsfluid (F) aufweist, welche in Bezug auf einen/den Bewegungspfad (BP1.1, BP40) des Abschnitts (1.2) oder der wenigstens einen Greifereinheit (40) positioniert oder ausgerichtet ist; und/oder wobei die Verbindungsfluidzuführeinrichtung oberhalb von der wenigstens einen Greifereinheit angeordnet ist, insbesondere radial oder orthogonal dazu.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorschubeinheit (20) eingerichtet ist, das Endlosmaterial (1) zur Greifereinheit (40a) und an der Greifereinheit vorbei zu wenigstens einer weiteren Greifereinheit (40b) zu führen, insbesondere zu einer weiteren Greifereinheit in gegenüberliegender Position; und/oder wobei die wenigstens eine Greifereinheit (40a, 40b) einen Durchlass (41) für den abzutrennenden Abschnitt aufweist; und/oder wobei die Vorrichtung einen Steg oder eine Führung oder eine Gleit-Kontur (23) umfasst, welche/r derart angeordnet ist, dass das Endlosmaterial oder der jeweilige Abschnitt (1.2) entlang eines vordefinierten Bewegungspfades oder einer vordefinierten Kontur, insbesondere zumindest annähernd geradlinig, von der Schneideeinheit (30) fortbewegt werden kann, insbesondere zu einer weiteren Greifereinheit (40b); und/oder wobei die Vorschubeinheit fluchtend zur Greifereinheit und zu wenigstens einer weiteren Greifereinheit (40b) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Greifereinheit (40a, 40b) in exzentrischer Position (Pex) an einer drehbar gelagerten, motorisch antreibbaren Scheibe (70; 70a, 70b) angeordnet ist; und/oder wobei der Bewegungspfad (BP1a, BP1b) des wenigstens einen freien Endes (1a, 1b) zumindest abschnittsweise eine Kreisbahn ist; und/oder wobei die Vorrichtung wenigstens eine mittels einer Antriebseinheit (80; 80a, 80b) in vordefinierten Drehpositionen anordenbare Scheibe (70; 70a, 70b) aufweist, an welcher die Greifereinheit exzentrisch angeordnet ist; und/oder wobei die Vorrichtung zwei Greifereinheiten (40a, 40b) umfasst, welche in exzentrischer Position (Pex) an zwei Scheiben (70a, 70b) angeordnet sind, die entgegengesetzt zueinander drehbar gelagert sind, insbesondere in Eingriff miteinander; und/oder wobei die Vorrichtung zwei Greifereinheiten (40a, 40b) umfasst, welche jeweils aus der Benetzungsposition in eine Verbindungsposition (Pp) verlagerbar sind, in welcher die zwei freien Enden des Abschnitts aneinander zur Anlage bringbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (10) zwei Greifereinheiten (40a, 40b) umfasst und eingerichtet ist, die zwei freien Enden (1a, 1b) des abgelängten Abschnitts (1.2) damit jeweils entlang des jeweiligen Bewegungspfades (BP1a, BP1b) in die Benetzungsposition (Pf) zu verlagern, insbesondere simultan und/oder auf asymmetrischen Bewegungspfaden, dort für das Aufbringen von Verbindungsfluid (F) zu verweilen, und daraufhin die freien Enden in einer Verbindungsposition (Pp) aneinander zur Anlage zu bringen, insbesondere mit vordefinierter Verweildauer.
Steuerungseinrichtung (50) eingerichtet zum Ansteuern einer Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungsringen (1.3) aus Endlosmaterial (1), insbesondere eingerichtet zum Ansteuern einer Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinrichtung einen Datenspeicher (52) umfasst, in welchem hinterlegt sind: Positionsdaten einer Nullposition (P0) wenigstens einer Greifereinheit (40), Positionsdaten wenigstens einer Benetzungsposition (Pf), Positionsdaten einer Verbindungsposition (Pp), Daten betreffend einen Bewegungspfad (BP40) der wenigstens einen Greifereinheit, insbesondere in Bezug auf eine rotatorische Stellbewegung einer Antriebseinheit (80), und/oder Daten von den Eigenschaften wenigstens einer Art Endlosmaterial (1), wobei die Steuerungseinrichtung (50) eine Kommunikationsschnittstelle zu wenigstens einer der folgenden Komponenten der Vorrichtung aufweist: Vorschubeinheit (20), Schneideeinheit (30), Greifereinheit (40), Verbindungsfluidzuführeinrichtung (60).
Verwendung einer Steuerungseinrichtung (50) in einer Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungsringen aus Endlosmaterial, insbesondere in einer Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Vorgeben wenigstens einer Benetzungsposition (Pf) und einer Verbindungsposition (Pp) von freien Enden (1a, 1b) eines abgelängten Abschnitts (1.2) des Endlosmaterials, insbesondere zum Ansteuern von wenigstens einer Antriebseinheit (80) zum Verlagern wenigstens einer Greifereinheit (40), insbesondere auf einer Kreisbahn.
Verwendung wenigstens einer drehbar gelagerten Scheibe (70; 70a, 70b) in einer Vorrichtung zur Herstellung von Dichtungsringen aus Endlosmaterial, insbesondere in einer Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Positionieren wenigstens einer Greifereinheit (40) zum Greifen des Endlosmaterials und in einer Benetzungsposition (Pf) zum Aufbringen von Verbindungsfluid (F) auf wenigstens ein freies Ende (1a, 1b) eines abgelängten Abschnitts (1.2) des Endlosmaterials und ferner in einer Verbindungsposition (Pp) zum Verbinden der zwei freien Enden des Abschnitts, insbesondere Verwendung von zwei Scheiben (70a, 70b), die in formschlüssigem Eingriff miteinander in entgegengesetzten Drehrichtungen gedreht werden.
Verfahren zum Herstellen von Dichtungsringen (1.3) aus Endlosmaterial (1), insbesondere aus Rundschnüren, insbesondere mittels einer Vorrichtung (10) oder Steuerungseinrichtung (50) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: – Fördern und Positionieren des Endlosmaterials in wenigstens eine/r Schneideposition (Ps); – Abtrennen eines Abschnitts (1.2) vom Endlosmaterial in der Schneideposition; – Greifen und Verlagern des Abschnitts mittels wenigstens einer Greifereinheit (40); dadurch gekennzeichnet, dass das Verlagern des Abschnitts nach dem Abtrennen erfolgt und ein gesteuerten Verlagern wenigstens eines freien Endes (1a, 1b) des Abschnitts entlang eines vorgebbaren Bewegungspfades (BP1a, BP1b) in eine und/oder aus einer Benetzungsposition (Pf) umfasst, insbesondere entlang eines Bewegungspfades entsprechend einem Kreissegment, ferner mit dem Schritt: Aufbringen von Verbindungsfluid auf (F) das in der Benetzungsposition angeordnete wenigstens eine freie Ende.
Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch, ferner mit dem nach dem Aufbringen von Verbindungsfluid ausgeführten Schritt: Verlagern wenigstens eines der freien Enden des Abschnitts, insbesondere beider freier Enden aus der Benetzungsposition (Pf) in eine Verbindungsposition (Pp) zum stoffschlüssigen Verbinden der freien Enden miteinander mittels des aufgebrachten Verbindungsfluids, insbesondere entlang eines Bewegungspfades entsprechend einem Kreissegment.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Verfahrensansprüche, ferner mit dem Schritt: Verlagern beider freier Enden aus der Benetzungsposition (Pf) in eine Verbindungsposition (Pp) zwischen zwei Nullpositionen (P0), in welchen beim Schneiden jeweils eine von zwei Greifereinheiten angeordnet ist, insbesondere fluchtend und/oder mittig zwischen die Nullpositionen; und/oder mit dem Schritt: Verlagern der Stirnseiten beider freier Enden aus voneinander abgewandter Ausrichtung, insbesondere genau entgegengesetzter Ausrichtung, in stirnseitig zueinander weisender Ausrichtung in die Verbindungsposition, insbesondere durch zwei Drehbewegungen oder auf zwei Kreisbahnen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, ferner mit dem nach dem Verbinden der freien Enden ausgeführten Schritt: Zurückbewegen der wenigstens einen Greifereinheit (40) aus der Verbindungsposition (Pp) in eine Nullposition (P0), insbesondere auf einer Kreisbahn, insbesondere um einen Drehwinkel von 180°; und/oder ferner mit dem Schritt: Auswerfen des Dichtungsringes (1.3), insbesondere in eine vordefinierbare Richtung oder mit einem vordefinierbaren Impuls; und/oder wobei die wenigstens eine Greifereinheit beim Verlagern auf einer Kreisbahn mit wechselnder Drehrichtung geführt wird, insbesondere mittels einer Scheibe (70).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche, wobei zwei Greifereinheiten (40a, 40b) beim Verlagern in entgegengesetzten Drehrichtungen auf Kreisbahnen geführt werden; und/oder wobei beim Verlagern zwei miteinander in Eingriff stehende Scheiben (70a, 70b) gedreht werden, insbesondere mittels einer an einer der Scheiben angreifenden Antriebseinheit (80), insbesondere Ritzels (82); und/oder wobei die wenigstens eine Greifereinheit (40) zwischen drei Drehpositionen bewegt wird, von denen eine Position einer Nullposition zum Greifen des Abschnittes, eine Position der Benetzungsposition, und eine Position der Verbindungsposition entspricht, wobei die Drehpositionen insbesondere um 90° zueinander versetzt sind.