DE102020002720A1

DE102020002720A1 - Zylinderantrieb zur Ausführung hochdynamischer linearer Hübe

Info

Publication number: DE102020002720A1
Application number: DE102020002720.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Grimme Landmaschinenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2020-05-06
Filing date: 2020-05-06
Publication date: 2021-11-11

Abstract

Die vorliegenden Erfindung ermöglicht eine Aktorlösung, welche Werkzeuge von einer Ruhe- in eine Arbeitsposition dynamisch verschieben kann, hierbei bauraum- und kostensparend umgesetzt werden kann, schnelle Hübe und gleichzeitig eine steuerbare Verweildauer des Werkzeuges in Arbeitsposition ermöglicht.Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Ausführung hochdynamischer linearer Hübe gelöst, umfassend mindestens einen hydraulischen oder pneumatischen doppel-wirkenden Zylinder, mindestens ein Werkzeug, welches durch den Zylinder aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition verbracht wird, wobei die Verweilzeit in Arbeitsposition steuerbar ist, mindestens einen Anschlag, mindestens einer Führung und mindestens einen Kraftspeicher, wobei der mindestens eine Anschlag in mindestens einer Endlage des Zylinders gegen den mindestens einen Kraftspeicher spannt, der Kraftspeicher somit einen Teil der Bremsenergie aufnimmt und bei Umkehrung der Druckbeaufschlagung des Zylinders diese Energie bei Entspannung des Kraftspeichers als zusätzliche Beschleunigungskraft genutzt wird, wobei der Kraftspeicher nur über einen Teil des Verfahrweg des Zylinders gespannt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtung zur steuerbaren, dynamischen mechanischen Bearbeitung von Objekten, wobei hydraulische oder pneumatische doppel-wirkende Zylinder als lineare Aktoren zum Einsatz kommen und diese Werkzeuge in sehr schnellen Hüben aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition verschieben und hierbei die Verweilzeit in der Arbeitsposition steuerbar ist. Ein solcher Zylinderantrieb kann bevorzugt in vielfacher Ausführung beispielsweise zur selektiven, mechanischen Beikrautregulierung in Gärten oder landwirtschaftlichen Feldern oder in Bearbeitungsstrecken für Objekte, wie beispielsweise linearen Sortiersystemen, zum Einsatz kommen.
Stand der Technik
Mechanische Beikrautregulierung ist ein gefragtes Verfahren zur Regulierung des Beikrautbesatzes in landwirtschaftlichen Flächen, sowohl im ökologischen wie auch im konventionellen Landbau. Zum Einen werden zunehmend chemische Herbizide vom Markt genommen, da Zulassungen entfallen oder nicht erteilt werden. Dies ist in der Gefahr von unbekannter Folgewirkungen der Freisetzung der Chemikalien, insbesondere Langzeitwirkungen auf Umwelt und menschliche Gesundheit, begründet. Zum Anderen werden mit längerem Einsatz der chemischen Mittel in zunehmendem Maße Resistenzen bestimmter Beikräuter beobachtet. Hieraus entstehen Wirkungslücken die im konventionellen Landbau nur durch nicht-chemische Maßnahmen geschlossen werden können. Im ökologischen Landbau ist eine chemische Unkrautbekämpfung grundsätzlich nicht erlaubt, sodass mechanische Beikrautregulierung hier das meistverwendete Verfahren ist.
Innerhalb der mechanischen Beikrautregulierung muss zwischen flächiger und selektiver Regulierung unterschieden werden. Während die flächige Beikrautregulierung ohne elektronische Ansteuerung der Beikrautregulierungswerkzeuge erfolgt, werden die Werkzeuge bei selektiver Beikrautregulierung gezielt zumindest an den Stellen aktiviert, wo sich ein Beikraut befindet, und gezielt zumindest an den Stellen deaktiviert, wo sich eine Nutzpflanze befindet. Folglich ist eine flächige Beikrautregulierung nur in den Bereichen des Feldes zwischen den Nutzpflanzenreihen möglich, während eine selektive Beikrautregulierung auch im Bereich der Nutzpflanzenreihen möglich ist.
Während sich für die flächige, mechanische Beikrautregulierung zwischen den Pflanzreihen, insbesondere in Kombination mit kameragestützter Reihenführung der Maschine, in den letzten Jahren ein breiter Markt mit vielen Anbietern entwickelt hat, ist die selektive Beikrautregulierung immer noch vor Allem ein Forschungsthema. Trotz großer Nachfrage beschränkt sich das Angebot hier im Wesentlichen auf wenige Anbieter, die den Bereich zwischen den Pflanzen innerhalb der Reihe bei Kulturen mit langen Pflanzabständen innerhalb der Reihe wiederum flächig durch ein bis zwei Aktoren bearbeiten. Zu nennen sind hier beispielsweise der Robovator der Fa. Kress [NP1] oder der RoboCrop der Fa. Garford [NP2].
Beikrautregulierungssysteme mit durch Manipulatoren bewegten Werkzeugen oder mehreren Aktoren pro Reihe, die eine höhere Auflösung der Beikrautregulierung im Feld und damit eine höhere Selektivität erreichen, bleiben ein Forschungsthema, welches eine Breite Abhandlung in Patent- und Nichtpatentliteratur erfährt [NP3]. Regelmäßig werden Fräsen oder Greifer als mögliche Aktoren für die Beikrautregulierung genannt, beispielsweise durch DE102018120756 A1 und DE102011114901 A1 . Langsenkamp et al. [NP4] haben die Wirksamkeit mechanischer Stempel für die Beikrautregulierung nachgewiesen. Auch DE102013222776 A1 und US2018139947 A1 verwenden stempelartige Werkzeuge, wobei der Stempel durch einen Manipulator an die Zielposition verbracht wird. Bei DE102016224733 A1 wird des Weiteren das Beikraut durch ein Fluid, welches unter Druck durch den Stempel im ausgefahrenen Zustand abgegeben wird, zusätzlich geschädigt. DE102016217816 A1 befasst sich mit der Reinhaltung der Stempelaktorik im Feldeinsatz. Strothmann et al. [NP5] schlagen ein System vor, bei welchem Stempel in einer Reihe hinter einem bildgebenden Sensor angeordnet sind und während der Überfahrt über eine oder mehrere Pflanzreihen gezielt einzeln ausgelöst werden, wenn ein Beikraut erkannt wird. Ein solcher Aufbau hat zum Einen den Vorteil einer deutlich höheren Auflösung der Selektivität der Beikrautregulierung im Feld im Vergleich zu Systemen die flächig zwischen den Pflanzen in der Reihe arbeiten, wie beispielsweise die obenerwähnten Robovator der Fa. Kress [NP1] oder RoboCrop der Fa. Garford. Zum Anderen erfordert ein solcher Aufbau keinen Manipulator oder keine Verfahrachsen zum Verschieben der Aktoren an die Einsatzposition im Feld.
Die skizzierten Forschungsansätze konnten bislang noch keinen Einzug in die praktische Anwendung finden, da eine Reihe von Praxisanforderungen insbesondere im Bereich Standfestigkeit und Flächenleistung noch nicht in zufriedenstellendem Maße gelöst werden konnten.
Ein weiteres Anwendungsfeld, in welchem die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommen kann sind Bearbeitungsstrecken für Objekte, beispielsweise lineare Sortiersysteme. Die in einer gattungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Werkzeugaktoreinheiten können beispielsweise dazuverwendet werden, fehlerhafte Objekte in einem Sortiersystem für Früchte und Gemüse in der verarbeitenden und Lebensmittelindustrie zu greifen. Ein in der Schrift EP 1 605 170 B1 offenbartes System weist beispielsweise ein Förderband auf, welches zu untersuchende Produkte an einem Sensorsystem vorbeiführt. Das Sensorsystem verfügt über einen Verarbeitungsalgorithmus, der die notwendigen Entscheidungen trifft, ob ein Objekt akzeptiert oder separiert wird. Ein Aktorsystem stößt die auszusortierenden Objekte in Abhängigkeit von den Signalen des Verarbeitungsalgorithmusses aus dem Strom aus. Zur Erhöhung der Kapazität wird im Aktorsystem nicht ein einzelner Aktor genutzt, sondern es werden mehrere einzelne Ausstoßer nebeneinander über die Breite des Förderbandes verteilt angeordnet. Typischerweise werden hierbei circa 40 bis 60 Ausstoßer mit einer Breite von circa 25 mm eingesetzt.
Eine mechanische Antriebsvorrichtung für mehrere Aktoren in einer Reihe in einem lineare Sortiersystem oder für Beikrautregulierung wird beispielsweise in DE102015117489 A1 dargestellt. Weiterhin eignen sich pneumatische oder hydraulische Zylinder, welche in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind für die Umsetzung der Aufgabe. Hierbei sind zum Einen einfach-wirkende Zylinder und zum Anderen doppel-wirkende Zylinder zu nennen. Bei einfach-wirkenden Zylindern wird eine Bewegungsrichtung, typischerweise die Bewegung von der Ruheposition in die Arbeitsposition durch Druckbeaufschlagung erwirkt. Nach Abschalten dieser Rückbeaufschlagung wird die Rückführung dann durch Entspannung eines in der vorherigen Gegenbewegung gespannten Kraftspeichers ermöglicht. Als Kraftspeicher kommen beispielsweise hier mechanische Federn in Frage. Eine weitere mögliche Kraftspeicheralternative ist der Aufbau eines doppel-wirkenden Zylinders wobei der am Kolbenstangenausgang befindliche stets geschlossen bleibt und mit einem kompressiblen Medium gefüllt ist, welches sich bei Abschalten der Druckbeaufschlagung im dem Kolbenstangenausgang abgewandten Druckbereich entsprechend wieder expandiert und so die Rückführung antreibt, siehe z.B. EP 1 605 170 B1 . Bei doppel-wirkenden Zylindern wird die Hubbewegung durch wechselseitige Druckbeaufschlagung der beiderseitige Kompressionsräume des Zylinders ermöglicht. Hierbei ist zu beachten, dass für schnelle Hübe in der Regel eine Endlagendämpfung der Zylinder erforderlich ist, bei der in der Endlage der Zylinder ein Teil der Bremsenergie durch eine Verjüngung des Luftauslasses der nicht Druck-beaufschlagten Seite in zusätzliche Reibungswärme am Auslass gewandelt wird.
Während Einfach-wirkende Zylinder eine einfacherer Ansteuerung mittels 3/2-Wegeventilen ermöglichen, sind doppel-wirkende Zylinder in der Regel schneller beim Abfahren des Wechselspiels eines Hubes, da die ausschließlich Feder-getriebene Rückführung beim einfach-wirkenden Zylinder meist langsamer ist als die Druckgetriebene Rückführung beim doppel-wirkenden Zylinder. Dieser Nachteil wird in der Schrift EP 1 605 170 B1 durch ein zusätzliches Auslassloch in der Kolbenführung angegangen, welches abhängig von der Position der Kolbenstange entsprechend in der Endlage öffnet. Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass es kein Verweilen des Werkzeuges in der Endlage ermöglicht, sondern die Werkzeuge unmittelbar nach erreichen der Arbeitsposition wieder zurück gefahren werden müssen.
Aufgabe
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Aktorlösung zu finden, welche Werkzeuge von einer Ruhe- in eine Arbeitsposition dynamisch verschieben kann, hierbei bauraum- und kostensparend umgesetzt werden kann, schnelle Hübe und gleichzeitig eine steuerbare Verweildauer des Werkzeuges in Arbeitsposition ermöglicht.
Lösung
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Ausführung hochdynamischer linearer Hübe gelöst, umfassend mindestens einen hydraulischen oder pneumatischen doppel-wirkenden Zylinder, mindestens ein Werkzeug, welches durch den Zylinder aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition verbracht wird, wobei die Verweilzeit in Arbeitsposition steuerbar ist, mindestens einen Anschlag, mindestens einer Führung und mindestens einen Kraftspeicher, wobei der mindestens eine Anschlag in mindestens einer Endlage des Zylinders gegen den mindestens einen Kraftspeicher spannt, der Kraftspeicher somit einen Teil der Bremsenergie aufnimmt und bei Umkehrung der Druckbeaufschlagung des Zylinders diese Energie bei Entspannung des Kraftspeichers als zusätzliche Beschleunigungskraft genutzt wird, wobei der Kraftspeicher nur über einen Teil des Verfahrweg des Zylinders gespannt wird.
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung kann als Zylinderantrieb bauraum- und kostensparend umgesetzt werden und ermöglicht schnelle Hübe. Hierbei wird die Bremsenergie bei Erreichen der Endlage der Zylinder nicht in Reibungswärme umgesetzt, sondern durch den Kraftspeicher aufgenommen und kommt in der Rückbewegung als zusätzliche Beschleunigungsenergie zu tragen. Somit wird die Zykluszeit einer Hubbewegung bestehen aus der Bewegung von der Ruhe- in die Arbeitsposition und der entsprechenden Rückführung in die Ruheposition über das Geschwindigkeitsbenchmark eines doppel-wirkenden Zylinders hinaus verkürzt. Weiterhin besteht die Möglichkeit einer steuerbaren Verweildauer des Werkzeugs in der Arbeitsposition, durch entsprechende Druckbeaufschlagung des Zylinders, beispielsweise mittels Ventil, da kein Druck lageabhängig aus dem Zylinder entweicht.
Ein Verweilen des Werkzeuges in der Arbeitsposition kann beispielsweise im Rahmen der Mechanischen Beikrautregulierung sinnvoll sein, wenn sich mehrere Beikräuter hintereinander befinden, ohne eine Nutzpflanze dazwischen, somit das Werkzeug alle ohne Positionsveränderung erfassen kann. Auch in Sortieranlagen kann dies sinnvoll sein, wenn das Werkzeug als Klappe ausgeführt ist, welche auch mehrere hintereinander liegende auszustoßende Objekte gemeinsam ohne Positionsveränderung ausstoßen kann.
Vorzugsweise wird der doppel-wirkende Zylinder hierbei ohne Endlagendämpfung ausgeführt. Dies hat den Vorteil einer Kosten-sparend Ausführung des Zylinders und vermeidet das entstehen von Reibungswärme in den Endlagen des Zylinders. Zur Vermeidung von Beschädigungen beziehungsweise zur Erhöhung der Standfestigkeit des Zylinders ist im eine Endlagendämpfung im erfindungsgemäßen Aufbau ebenfalls nicht mehr erforderlich, da die Bremsenergie, welche sonst bei schnellen Hüben zu Beschädigungen führen könnte, durch den Kraftspeicher aufgenommen wird. Im Gegensatz zur Ausführung mit Endlagendämpfung wird die Bremsenergie jedoch hier zur Beschleunigung der Rückführung nutzbar gemacht.
Als Kraftspeicher der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignen sich beispielsweise mechanische Federn.
Als Werkzeuge im Sinne der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignen sich eine Vielzahl verschiedener Mittel, welche Einsatzgebiet abhängig beispielsweise schädigend auf das Beikraut einwirken können oder eine Sortierung oder Bearbeitung der betreffenden Objekte eines Gutstromes erwirken und für Ihre Wirksamkeit aus einer Ruheposition in eine Arbeitsposition verschoben werden müssen. Beispielsweise, aber nicht ausschließlich, können diese Werkzeuge ausgebildet sein als Mikrogrubberzinken, kleine Gänsefussschare, Reißhaken, Stempel mit verschiedenartig (beispielsweise flach, rund, spitz, profiliert) ausgeformten Enden, Schnapper oder Greifer, rotierende Fräsköpfe, Klappen, Auswerferstößel oder ähliches.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich in speziellen Ausgestaltungen und Abwandlungen.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Vorrichtung mit zwei Kraftspeichern ausgestattet ist, wobei ein Kraftspeicher die Bremsenergie in der Endlage aufnimmt, welche der Ruheposition des Werkzeugs entspricht, und ein Kraftspeicher die Bremsenergie in der Endlage aufnimmt, welche der Arbeitsposition des Werkzeugs entspricht. In diesem Fall kann die Translation in beiden Richtungen der Hubbewegung beschleunigt werden.
Der Anteil des Weges in welchem der Anschlag gegen den Kraftspeicher spannt ist vorzugsweise nur ein geringer Teil des gesamten Verfahrwegs von der Ruheposition in die Arbeitsposition. Vorzugsweise liegt dieser Anteil bei weniger als 10 % des gesamten Verfahrwegs oder nur bei weniger als 5 % des gesamten Verfahrwegs. Die hat den Vorteil, dass der bewegliche Teil der Werkzeugaktoreinheit, ausführungsabhängig umfassend beispielsweise Kolben und Kolbenstange, Anschlag, Kolbenstangenverlängerung und Werkzeug, nur auf einem geringen Anteil des Verfahrweges durch den Kraftspeicher gebremst wird und auch die Beschleunigungsenergie auf einem geringen Teil des Verfahrweges wieder eingebracht wird.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der mindestens eine Kraftspeicher innerhalb des Kompressionsraumes des Zylinders integriert sowie der Anschlag und Führung durch die Elemente des Zylinders (Kolben, Kolbenführungsrohr) selbst ausgebildet werden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil einer Verringerung der Anzahl an Bauelementen.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Zylinder mit einer Verlängerung der Kolbenstange versehen und der Kraftspeicher spannt gegen mindestens eine zweite Linearführung der Kolbenstangenverlängerung, welche vom Zylinder entfernt liegt. Hierbei ermöglicht die zusätzliche zweite Führung der Kolbenstange die Aufnahme höherer, quer zur Translationsrichtung des Zylinders wirkende Kräfte auf das Werkzeug erlaubt.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Kolbenstangen dieser Zylinder mit einer Verlängerung ausgestattet, die in einer zusätzlichen Linearführung läuft und eine Verdrehsicherung umfasst. Hierdurch wird der Einsatz von Werkzeugen, die Verdrehsicher laufen müssen, in durch eine Kosten- und Bauraumsparenden Multifunktionsführung ermöglicht.
Vorzugsweise werden mehrere Werkzeugaktoreinheiten in einer Reihe nebeneinander oder in mehreren Reihen neben und hintereinander angeordnet, sind aber einzeln durch ein Steuerungssystem beziehungsweise entsprechenden angesteuert. Die Leistung eines entsprechenden Bearbeitungssystem kann durch die Erhöhung der Anzahl einzeln angesteuerter, kombiniert angeordneter Werkzeugaktoreinheiten erhöht werden.
Es besteht weiterhin die Möglichkeit zwei oder mehr derartiger Anordnungen von Werkzeugaktoreinheiten in einem übergeordneten System gemeinsam zu integrieren, beispielsweise um die Kapazität eines Gesamtprozesses zu erhöhen und/oder die erreichbare Arbeitsauflösung in einem Gesamtprozess weiter zu erhöhen.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen der Erfindung jeweils für sich, aber auch in einer beliebigen Kombination untereinander mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs kombinierbar sind, soweit dem keine zwingenden technischen Hindernisse entgegenstehen.
Weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich der nachfolgenden elementweisen Beschreibung und den Zeichnungen entnehmen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll nun anhand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben werden. Es zeigen:

: eine mögliche Werkzeugaktoreinheit in der Seitenansicht,
: zwei Betriebszustände einer mögliche Werkzeugaktoreinheit in der Seitenansicht,
: eine Anordnung mehrerer Werkzeugaktoreinheiten in der Draufsicht,
: eine Anordnung mehrerer Werkzeugaktoreinheiten in der Seitenansicht.

zeigt eine mögliche Werkzeugaktoreinheit in der Seitenansicht. Der Zylinder 1 ist hier als Pneumatikzylinder ausgeführt. Er verschiebt die Kolbenstange 2, die mit einer Kolbenstangenverlängerung 3 versehen ist. Die Kolbenstangenverlängerung 3 wird durch die Zusatzführung der Translationsachse 4, die der Aufnahme höherer Querkräfte dient, hindurch verschiebbar geführt. An der Kolbenstangenverlängerung 3 ist das Werkzeug 5 befestigt. Kolbenstange 2, Kolbenstangenverlängerung 3 und Werkzeug 5 werden durch den Aktor 1 in Richtung des Pfeiles 6 verschoben. Innerhalb der Zusatzführung für die Translationsachse befindet sich ein Kraftspeicher für die Bremsenergieaufnahme 21. Dieser wird in der Endlage des Aktors in Arbeitsposition durch den Anschlag 21 gespannt und kann die aufgenommene Energie wieder abgeben, um die Rückführbewegung zur Ruheposition zu beschleunigen.
zeigt eine mögliche Werkzeugaktoreinheit mit Werkzeug in Ruheposition und die gleiche Werkzeugaktoreinheit mit Werkzeug in Arbeitsposition. In der linken Bildhälfte ist die Werkzeugaktoreinheit mit Werkzeug 5 in Ruheposition 30 in der Seitenansicht abgebildet. Der Zylinder 1, hier als Pneumatikzylinder ausgeführt, hat seine Kolbenstange 2 weitgehend eingezogen. Die verbundene Kolbenstangenverlängerung 3 ist gefolgt und das verbundene Werkzeug 5 befindet sich nun in Ruheposition. In der rechten Bildhälfte ist die Werkzeugaktoreinheit mit Werkzeug 5 in Arbeitsposition 31 in der Seitenansicht abgebildet. Der Aktor 1, hier als Pneumatikzylinder ausgeführt, hat seine Kolbenstange 2 weitgehend ausgeschoben. Die verbundene Kolbenstangenverlängerung 3 ist gefolgt und das verbundene Werkzeug 5 befindet sich nun in Arbeitsposition. Der Kraftspeicher für Bremsenergieaufnahme 20 ist zwischen Anschlag 21 und Zusatzführung der Translationsachse der Kolbenstange 4 gespannt. Die aufgenommene Energie kann der Kraftspeicher bei Beginn der Rückführbewegung wieder abgeben, um die Rückführbewegung zur Ruheposition zu beschleunigen.
zeigt eine Anordnung mehrerer Werkzeugaktoreinheiten in der Draufsicht. Die Bearbeitungseinrichtung in der gezeigten Ausführung umfasst eine Sensorikeinheit 51, eine Anordnung von mehreren einzeln angesteuerten Werkzeugaktoreinheiten 52, einen Träger 53, hier ausgeführt als Verbindungsrahmen Sensorikeinheit und Aktoranordnung, welche mehrere Werkzeugaktoreinheiten 54 umfasst, die durch den Träger der Werkzeugaktoreinheiten 55 fixiert sind. Die Bearbeitungseinheit wird in Relativbewegungsrichtung 7 über die zu bearbeitenden Objekte 56 geführt.
zeigt eine Anordnung mehrerer Werkzeugaktoreinheiten in der Seitenansicht. Die Bearbeitungseinrichtung in der gezeigten Ausführung umfasst eine Sensorikeinheit 51, eine Anordnung von mehreren einzeln angesteuerten Werkzeugaktoreinheiten 52, einen Träger 53, hier ausgeführt als Verbindungsrahmen Sensorikeinheit und Aktoranordnung, welche mehrere Werkzeugaktoreinheiten 54 umfasst. Die Bearbeitungseinheit wird über die zu bearbeitenden Objekte 56 geführt. Nummer 61 zeigt beispielsweise einen Werkzeug in Arbeitsposition, wobei sich sowohl in Relativbewegungsrichtung 7 dahinter 63, wie auch seitlich daneben 62 Werkzeuge in Ruheposition zeitgleich befinden können. Die einzelnen Werkzeuge werden somit unabhängig voneinander angesteuert.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, die Ausführungsbeispiele auf eine ihm geeignet erscheinende Weise abzuwandeln, um sie an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.
Bezugszeichenliste

1: Doppelwirkender Zylinder, hier Pneumatikzylinder
2: Kolbenstange des Zylinders, hier Pneumatikzylinders
3: Kolbenstangenverlängerung
4: Zusatzführung Translationsachse
5: Werkzeug, hier Mikrogrubberzinken
6: Bewegungsrichtung Kolbenstange, Kolbenstangenverlängerung und Werkzeug
7: Bewegungsrichtung der Relativbewegung der Vorrichtung zu den zu bearbeitenden Objekten
20: Kraftspeicher für Bremsenergieaufnahme
21: Anschlag für Kraftspeicher für Bremsenergieaufnahme
30: Werkzeugaktoreinheit mit Werkzeug in Ruheposition
31: Werkzeugaktoreinheit mit Werkzeug in Arbeitsposition
51: Sensorikeinheit
52: Anordnung von mehreren einzeln angesteuerten Werkzeugaktoreinheiten
53: Träger, hier ausgeführt Verbindungsrahmen Sensorikeinheit und Aktoranordnung
54: Werkzeugaktoreinheit
55: Träger Werkzeugaktoreinheiten
56: Zu bearbeitende Objekte
61: Werkzeug in Arbeitsposition
62: Werkzeug in Ruheposition, seitlich neben einem Werkzeug in Arbeitsposition 61
63: Werkzeug in Ruheposition, in Relativbewegungsrichtung 7 hinter einem Werkzeug in Arbeitsposition 61

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 102018120756 A1 [0005]
DE 102011114901 A1 [0005]
DE 102013222776 A1 [0005]
US 2018139947 A1 [0005]
DE 102016224733 A1 [0005]
DE 102016217816 A1 [0005]
EP 1605170 B1 [0007, 0008, 0009]
DE 102015117489 A1 [0008]

Claims

Vorrichtung zur Ausführung hochdynamischer linearer Hübe umfassend mindestens einen hydraulischen oder pneumatischen doppel-wirkenden Zylinder (1), mindestens ein Werkzeug (5), welches durch den Zylinder aus einer Ruheposition (30) in eine Arbeitsposition (31) verbracht wird, wobei die Verweilzeit in Arbeitsposition steuerbar ist, mindestens einen Anschlag (21), mindestens einer Führung (4) und mindestens einen Kraftspeicher (20) dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Anschlag in mindestens einer Endlage des Zylinders (1) gegen den mindestens einen Kraftspeicher (20) spannt, der Kraftspeicher (20) somit einen Teil der Bremsenergie aufnimmt und bei Umkehrung der Druckbeaufschlagung des Zylinders (1) diese Energie bei Entspannung des Kraftspeichers (20) als zusätzliche Beschleunigungskraft genutzt wird, wobei der Kraftspeicher (20) nur über einen geringen Anteil des Verfahrweg des Zylinders gespannt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher als mechanische Feder ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit zwei Kraftspeichern (20) ausgestattet ist, wobei ein Kraftspeicher die Bremsenergie in der Endlage aufnimmt, welche der Ruheposition (30) des Werkzeugs (5) entspricht, und ein Kraftspeicher die Bremsenergie in der Endlage aufnimmt, welche der Arbeitsposition (31) des Werkzeugs entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Verfahrweg des Zylinders (1), über welchen der Kraftspeicher (20) gespannt wird, weniger als 10 % des gesamten Verfahrwegs beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Verfahrweg des Zylinders (1), über welchen der Kraftspeicher (20) gespannt wird, weniger als 5 % des gesamten Verfahrwegs beträgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die der mindestens eine Kraftspeicher (20) innerhalb des Kompressionsraumes des Zylinders (1) integriert ist sowie der Anschlag und Führung durch die Elemente des Zylinders (Kolben, Kolbenführungsrohr) selbst ausgebildet werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (1) beziehungsweise seine Kolbenstange (2) mit einer Verlängerung der Kolbenstange (3) versehen ist und der Kraftspeicher (20) gegen mindestens eine zweite Führung (4) der Kolbenstangenverlängerung spannt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstangenverlängerung (3) in Kombination mit der Führung (4) zusätzlich mit einer Verdrehsicherung der Kolbenstange (2) ausgestattet ist.
Vorrichtung zur Ausführung hochdynamischer linearer Hübe dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Vorrichtungen einem der vorhergehenden Ansprüche in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind und einzeln durch ein Steuerungssystem angesteuert werden.