Beschreibung
Anordnung, Verfahren und Steuerung zur Zufuhr eines Hilfsstoffs
Der Begriff "Hilfsstoff" bezeichnet in der Produktion Arbeitsmittel, welche bei der Herstellung von Produkten nur als unwesentlicher Bestandteil in ein Erzeugnis eingehen. Im Folgenden wird auf Hilfsstoffe Bezug genommen, welche in fester und kontinuierlicher Form vorliegen, beispielsweise Schweißdraht, Lotband oder Lotdraht. Ein Lot bezeichnet eine Metall- Legierung, welche geeignet ist, Metalle oder Legierungen zu verlöten . Aus dem Stand der Technik sind Anordnungen zur Zufuhr von
Lotband (Lotbandvorschubsysteme) bekannt, welche einen kom¬ plexen Aufbau haben und entsprechend großvolumig bauen. Dies zieht einen hohen Steuerungsaufwand sowie hohe Fertigungskos¬ ten nach sich. Der komplexe Aufbau in den bekannten Lotband- Vorschubsystemen ist auf die besonderen Anforderungen qualitativ hochwertiger Lötprozesse zurückzuführen.
Es stellt sich die Aufgabe, eine Anordnung, ein Verfahren so¬ wie eine Steuerung zur Zufuhr eines Hilfsstoffs anzugeben, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile ver¬ ringern und dennoch die Anforderungen qualitativ hochwertiger Lötprozesse erfüllen.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Zufuhr eines Hilfsstoffs gelöst, welche ein steuerbares Antriebsmittel aufweist, das zum Vorschub eines Losteils um eine Vorschub¬ länge und zur Rückführung des Losteils um eine Verbrauchslänge eingerichtet ist. Die Anordnung weist ferner ein passives Antriebsmittel auf, welches zur Rückführung des Losteils um eine Abreißlänge eingerichtet ist. Drittens beinhaltet die Anordnung ein erstes steuerbares Klemm-Mittel , welches zur Klemmung des Hilfsstoffs an das Losteil eingerichtet ist. Weiterhin beinhaltet die Anordnung ein zweites steuerbares
Klemm-Mittel , welches zur Klemmung des Hilfsstoffs an ein Festteil eingerichtet ist.
Bei dem Verfahren zum Vorschub eines Hilfsstoffs schiebt ein steuerbares Antriebsmittel ein Losteil um eine Vorschublänge vor. Ein passives Antriebsmittel führt das Losteil um eine Abreißlänge zurück. Das steuerbare Antriebsmittel führt das Losteil um eine Verbrauchslänge zurück. Ein erstes steuerba¬ res Klemm-Mittel klemmt den Hilfsstoff zeitweise an das Los- teil. Ein zweites steuerbares Klemm-Mittel klemmt den Hilfs¬ stoff zeitweise an ein Festteil.
Die Steuerung einer Zufuhr eines Hilfsstoffs beinhaltet einen Mikroprozessor, welcher zur Ausführung des soeben beschriebe- nen Verfahrens programmiert ist.
Die Anordnung, das Verfahren sowie die Steuerung weisen zahlreiche Vorteile auf, welche im Folgenden beschrieben werden. Die Rückführung in die Ausgangsstellung gleicht mit der
Verbrauchslänge eine zuvor verbrauchte Länge des Hilfsstoffs wieder aus. Da die Rückführung des Losteils um die
Verbrauchslänge und die Rückführung des Losteils um die Ab¬ reißlänge unterschiedlichen Antriebsmitteln zugeordnet wird, lassen sich sowohl die Verbrauchslänge als auch die Abrei߬ länge durch Beeinflussung des jeweiligen Antriebsmittels definiert einstellen. So können unterschiedliche Verbrauchslängen bzw. Verbrauchsmengen des Hilfsstoffs eingestellt werden. Die Abreißlänge kann so eingestellt werden, dass ein sicheres Abschmelzen des Hilfsstoffs sichergestellt ist. Insgesamt er¬ gibt sich dadurch eine hohe Reproduzierbarkeit bei der Verar¬ beitung des Hilfsstoffs.
Das passive Antriebsmittel bietet den Vorteil, dass es nach der Zufuhr des Hilfsstoffs eine zu Prozessanalysezwecken erforderliche Vorspannung auf den Hilfsstoff aufbringen kann.
Insgesamt werden lediglich zwei Antriebsmittel benötigt, wel¬ che jedoch mindestens drei verschiedene Stellungen ermögli¬ chen. Die Reduktion des Aufbaus auf zwei Antriebsmittel er¬ möglicht gegenüber dem Stand der Technik einen deutlich ver- ringerten technischen Aufwand für Steuerung und Regelung. Eine weitere Folge ist eine sehr kompakte Bauweise, welche eine hohe Zugänglichkeit an der Lotstelle ermöglicht und es er¬ laubt, die Anordnung in beliebiger Einbaulage zu verwenden. Die kompakte Bauweise ermöglicht somit einen universellen Einsatz der Anordnung.
In einer Weiterbildung weist die Anordnung eine Steuerung auf, welche zur Klemmung des Hilfsstoffs an das Losteil mit dem ersten steuerbaren Klemm-Mittel programmiert ist. Die Programmierung stellt hierbei sicher, dass die Klemmung während dem Vorschub des Losteils mithilfe des steuerbaren An¬ triebsmittels und während der Rückführung des Losteils mit¬ hilfe des passiven Antriebsmittels erfolgt. Die Steuerung ist ferner programmiert, während der Rückführung des Losteils mithilfe des steuerbaren Antriebsmittels eine Klemmung des Hilfsstoffs an das Festteil mit dem zweiten steuerbaren
Klemm-Mittel durchzuführen.
In der entsprechenden Weiterbildung des Verfahrens steuert eine Steuerung das erste steuerbare Klemm-Mittel so an, dass der Hilfsstoff an das Losteil geklemmt wird. Dies erfolgt während des Vorschubs des Losteils mithilfe des steuerbaren Antriebsmittels, sowie während der Rückführung des Losteils mithilfe des passiven Antriebsmittels. Weiterhin steuert die Steuerung das zweite steuerbare Klemm-Mittel so an, dass der Hilfsstoff an das Festteil geklemmt wird, während das Losteil mithilfe des steuerbaren Antriebsmittels zurückgeführt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Anordnung ist das steuerbare Antriebsmittel ein doppeltwirkender pneumatischer Zylinder. Eine vordere Kolbenstange des doppeltwirkenden pneumatischen Zylinders ist mit dem Losteil verbunden. In der entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens ist das steuerbare An-
triebsmittel ein doppeltwirkender pneumatischer Zylinder, welcher eine vordere Kolbenstange aufweist, die mit dem Los¬ teil verbunden ist. Diese Ausführungsformen weisen den Vorteil auf, dass die Zu¬ fuhr des Hilfsstoffs mit lediglich einem steuerbaren pneumatischen Zylinder realisiert wird. Mit dem doppeltwirkenden pneumatischen Zylinder werden drei Bewegungen bzw. Stellungen erzielt, welche eine definierte Einstellung der Abreißlänge, der Vorschublänge und der Verbrauchslänge erlauben. Außerdem verringert die Verwendung von nur einem gesteuerten pneumatischen Zylinder die Anzahl der erforderlichen Pneumatik- Anschlüsse für die Anordnung. In einer Weiterbildung der zuvor genannten Ausführungsform der Anordnung weist das Losteil einen Klemmgriff auf, mit welchem die Vorschublänge durch Klemmung des Losteils an die vordere Kolbenstange des doppeltwirkenden pneumatischen Zylinders einstellbar ist. Dies ermöglicht eine einfache
Schnellj ustage einer individuellen Vorschublänge.
In einer anderen Weiterbildung der zuvor genannten Ausführungsform weist der doppeltwirkende pneumatische Zylinder ei¬ ne hintere Kolbenstange auf, welche sich in einer dem Losteil entgegengesetzten Richtung erstreckt. Ferner beinhaltet die Anordnung einen Sensor, welcher zur Überwachung der hinteren Kolbenstange angeordnet ist. Die Steuerung ist programmiert, anhand eines Signals des Sensors ein fehlerhaftes Einbringen oder ein fehlerhaftes Abschmelzen des Hilfsstoffs zu erken- nen.
In der entsprechenden Weiterbildung des Verfahrens überwacht ein Sensor eine hintere Kolbenstange des doppeltwirkenden pneumatisch wirkenden Zylinders, welche sich in einer dem Losteil entgegen gesetzten Richtung erstreckt. Die Steuerung erkennt anhand eines Signals des Sensors ein fehlerhaftes Einbringen oder ein fehlerhaftes Abschmelzen des Hilfsstoffs.
Diese Weiterbildungen weisen den Vorteil auf, dass mit einem einzigen Sensor alle gewünschten prozessbegleitenden Überprüfungen ermöglicht werden. Für qualitativ hochwertige Lötpro¬ zesse ist es erforderlich, im Prozessablauf sowohl eine kon¬ stante und reproduzierbare Zuführung des Hilfsstoffs als auch dessen Abschmelzen zu kontrollieren. Sowohl die Zuführung als auch das Abschmelzen des Hilfsstoffs soll während des laufen¬ den Betriebs überprüfbar sein. Dies wird durch die zuvor beschriebenen Weiterbildungen ermöglicht.
In einer anderen Ausführungsform ist das passive Antriebsmit- tel der Anordnung ein einfach wirkender pneumatischer Zylin- der, welcher zur Rückführung des Losteils um die Abreißlänge permanent beaufschlagbar ist.
In der entsprechenden Ausführungsform des Verfahrens ist das passive Antriebsmittel ein einfach wirkender pneumatischer Zylinder, welcher permanent beaufschlagt ist und eine Kolben¬ stange aufweist, welche durch das Losteil hindurchgeführt ist. Während des Vorschubs des Losteils schlägt ein Anschlag¬ flansch am Ende der Kolbenstange des einfach wirkenden pneumatischen Zylinders an dem Losteil an, woraufhin die Kolbenstange um die Abreißlänge mitgenommen wird. Anschließend wird der doppeltwirkende pneumatische Zylinder drucklos geschal¬ tet. Der einfach wirkende pneumatische Zylinder führt das Losteil um die Abreißlänge zurück. Abschließend führt der doppeltwirkende pneumatische Zylinder das Losteil um die Verbrauchslänge zurück.
Die soeben beschriebene Verwendung eines permanent beauf¬ schlagten, einfach wirkenden Zylinders als passives Antriebs¬ mittel zur Regelung eines Freifahrweges nach einem Abschmel¬ zen des Hilfsstoffs ermöglicht im Gegensatz zum Stand der Technik eine sehr kompakte Bauweise der Anordnung. Vorteil¬ haft wirkt sich auch aus, dass hierbei eine Abreißbewegung sowie eine Nachfassbewegung zum Ausgleich der beim Löten verbrauchten Verbrauchslänge miteinander kombiniert werden kön-
nen. Besonders vorteilhaft ist hierbei, dass die Abreißbewe¬ gung mit definierter Kraft erfolgt.
In einer Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform weist die Anordnung eine Justierschraube auf, welche zur Ver¬ schiebung einer Kolbenstange des einfach wirkenden pneumatischen Zylinders angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich die Verbrauchslänge, also eine pro Lötvorgang zu verbrauchen¬ de Länge des Hilfsstoffs, einfach mittels der Justierschraube einstellen.
In einer anderen Weiterbildung der Anordnung weist das Losteil eine abnehmbare und austauschbare Führungseinheit auf, welche eine Führung für den Hilfsstoff bereitstellt. Dies er- möglicht einen schnellen Austausch der Führungseinheit und macht bei Einsatz entsprechend ausgestalteter Varianten der Führungseinheit eine Verwendung verschieden breiter und dicker Lotbänder möglich. Generell ermöglicht diese Weiterbil¬ dung beliebige Abmessungen für den Hilfsstoff.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Anordnung ist der Hilfsstoff ein Lot, insbesondere ein Lotband oder ein Lot¬ draht. In diesem Fall ist die Anordnung ein Lotvorschub. In einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Hilfsstoff nach dem Vorschub des Losteils zwischen zwei zu verlötende Werkstücke geklemmt. Daraufhin wird der doppeltwirkende pneu¬ matische Zylinder drucklos geschaltet. Anschließend werden zwei Fälle unterschieden. Im ersten Fall signalisiert der Sensor, dass die hintere Kolbenstange des doppeltwirkenden pneumatischen Zylinders zurückfährt, weil der einfach wirkende pneumatische Zylinder das Losteil um die Abreißlänge zu¬ rückführt. Daraufhin erkennt die Steuerung ein fehlerhaftes Einbringen des Hilfsstoffs und schaltet keinen Lötstrom zu. Im zweiten Fall signalisiert der Sender nicht, dass die hin¬ tere Kolbenstange zurückfährt, woraufhin die Steuerung einen Lötstrom zuschaltet, mit dem eine Verlötung der Werkstücke erfolgt .
In einer anderen Weiterbildung des Verfahrens werden erneut zwei Fälle unterschieden, nachdem die Verlötung der Werkstücke bereits erfolgt ist. Im ersten Fall signalisiert der Sen- sor, dass die hintere Kolbenstange des doppeltwirkenden pneu¬ matischen Zylinders zurückführt, weil der einfach wirkende pneumatische Zylinder das Losteil um die Abreißlänge zurück¬ führt. Im zweiten Fall signalisiert der Sensor nicht, dass die hintere Kolbenstange zurückfährt, woraufhin die Steuerung ein fehlerhaftes Abschmelzen des Hilfsstoffs erkennt.
Diese beiden Weiterbildungen des Verfahrens ermöglichen es, im Interesse eines optimalen Lötvorganges sowohl die korrekte Zuführung des Hilfsstoffs als auch das korrekte Abschmelzen des zugeführten Hilfsstoffs zu überprüfen. Dies dient sowohl der Qualitätskontrolle als auch der Prozesssicherheit, da vor der Zuschaltung des Lötstroms überprüft wird, ob der Hilfs¬ stoff korrekt zwischen die zu verlötenden Werkstücke geklemmt ist. Auch das Abschmelzen des Hilfsstoffs wird überprüft.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren die gleichen Elemente und werden durchgängig verwendet, auch wenn sie in einzelnen Figuren nicht enthalten sind. Es zeigen: vier Betriebszustände einer Anordnung zur Zufuhr eines Hilfsstoffs in einer Aufsicht, die vier Betriebszustände der Anordnung in einer Seitenansicht, die zeitliche Abfolge einer Pneumatiksteuerung während eines vollständigen Zufuhrzyklus, einen Pneumatikschaltplan,
Figur 5 : zwei Ansichten der Anordnung,
Figur 6: eine Aufsicht, eine Seitenansicht und einen Quer¬ schnitt der Anordnung, Figur 7: eine Explosionszeichnung der Anordnung, und
Figur 8: eine weitere Ansicht der Anordnung.
Figur 1 zeigt vier Betriebszustände einer Anordnung zur Zu- fuhr eines Hilfsstoffs in einer Aufsicht, wobei ein Schnitt durch die Anordnung gezeigt ist. Bei den vier Betriebszustän- den handelt es sich um einen ersten Betriebszustand 11, einen zweiten Betriebszustand 12, einen dritten Betriebszustand 13 sowie einen vierten Betriebszustand 14. Für jeden Betriebszu- stand ist in Figur 1 jeweils die Anordnung gezeigt, welche aus einem Losteil 7, einem Festteil 8, einem Sensor 9, einem ersten steuerbaren Klemm-Mittel 1, einem zweiten steuerbaren Klemm-Mittel 2, einem steuerbaren Antriebsmittel 3 sowie ei¬ nem passiven Antriebsmittel 4 besteht. Die Anordnung kann weitere Elemente wie beispielsweise eine Steuerung, etwa eine Pneumatiksteuerung, umfassen. Figur 1 zeigt weiterhin einen Hilfsstoff 5, welcher zwar nicht zu der Anordnung gehört, aber von dieser vorgeschoben wird. Der Hilfsstoff 5 ist beispielsweise ein Lotband oder ein Lotdraht. In diesem Fall ist die Anordnung ein Lotvorschub.
Das erste steuerbare Klemm-Mittel 1 ist beispielsweise als einfach wirkender Zylinder mit Rückhubfeder ausgeführt. In diesem Fall erfolgt eine Klemmung des Hilfsstoffs 5 an das Losteil 7 pneumatisch durch Luftdruck und ein Öffnen über die Rückhubfeder. Das zweite steuerbare Klemm-Mittel 2 kann eben¬ falls als einfach wirkender Zylinder ausgeführt sein. Hier erfolgt eine Klemmung des Hilfsstoffs 5 an das Festteil 8 durch eine Feder und ein Öffnen pneumatisch durch Luftdruck.
Das steuerbare Antriebsmittel 3 ist in Figur 1 als doppelt¬ wirkender pneumatischer Zylinder ausgeführt, welcher eine vordere Kolbenstange 31 in Richtung des Losteils 7 sowie eine
hintere Kolbenstange 32 in Richtung des Sensors 9 aufweist. Die vordere Kolbenstange 31 ist hierbei mit dem Losteil 7 verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise mittels eines Klemmgriffs hergestellt werden, wodurch eine Vorschublänge x, um welche sich das Losteil 7 maximal gegenüber dem Festteil 8 vorschieben lässt, einstellbar ist. Als Vorschublänge x kön¬ nen beispielsweise 0-16 mm eingestellt werden. Entsprechend dient das steuerbare Antriebsmittel 3 dem Vorschub des Los¬ teils 7 um die Vorschublänge x, wie sich aus dem Übergang vom ersten Betriebszustand 11 zum zweiten Betriebszustand 12 in Figur 1 ersehen lässt.
Der Sensor 9 ist so angeordnet, dass er die hintere Kolben¬ stange 32 überwachen kann. Beispielsweise erzeugt der Sensor 9 ein Signal, wenn die hintere Kolbenstange 32 in seine Nähe oder vor ihn geschoben wird. Anhand der Signale des Sensors 9 kann sowohl ein fehlerhaftes Einbringen als auch ein fehlerhaftes Abschmelzen des Hilfsstoffs 5 erkannt werden, wie im Folgenden noch erläutert wird.
Bei dem passiven Antriebsmittel 4 handelt es sich in Figur 1 um einen einfach wirkenden pneumatischen Zylinder, welcher zur Rückführung des Losteils 7 um eine Abreißlänge z angeord¬ net und hierzu permanent beaufschlagt ist. Während des Vor¬ schubs des Losteils 7 durch das steuerbare Antriebsmittel 3 schlägt das Losteil 7 an einem Anschlagflansch 42 einer Kolbenstange 41 des passiven Antriebsmittels 4 an, so dass ein weiterer Hub des steuerbaren Antriebsmittels 3 das Losteil 7 weiter vorschiebt und dabei die Kolbenstange 41 des passiven Antriebsmittels 4 um die Abreißlänge z mitnimmt.
Im zweiten Betriebszustand 12 hat das steuerbare Antriebsmit¬ tel 3 bzw. das Losteil 7 seine maximale Vorschubposition er¬ reicht. In dieser Position befindet sich der Hilfsstoff 5 zwischen zwei Werkstücken 50, welche ebenfalls in Figur 1 in einer Aufsicht gezeigt sind.
Für einen Lötvorgang werden nun Elektroden geschlossen und dabei der Hilfsstoff 5 zwischen die zu lötenden Werkstücke 50 geklemmt. Daraufhin wird das steuerbare Antriebsmittel 3 drucklos geschaltet. Die komprimierte Luft im passiven An- triebsmittel 4 erzeugt eine Bandspannung im Hilfsstoff 5 und versucht, das Losteil 7 in Richtung der im ersten Betriebszu¬ stand 11 gezeigten Ausgangsposition zurückzudrücken. Sofern der Hilfsstoff 5 nicht korrekt zurückgeführt und zwischen den Elektroden und Werkstücken 50 geklemmt ist, gelingt es dem passiven Antriebsmittel 4 in dieser Situation, das Losteil 7 um die Abreißlänge z zurückzuführen. Dies wird durch den Sensor 9 erkannt, da dieser eine entsprechende Rückbewegung der hinteren Kolbenstange 32 registriert. In diesem Fall wird kein Lötstrom freigegeben.
Sofern der Sensor 9 jedoch keine Bewegung des Losteils 7 registriert, wird der Lötstrom zugeschaltet und die Lötung durchgeführt. Dabei schmilzt der geklemmte Hilfsstoff 5 ab, woraufhin das passive Antriebsmittel 4 das Losteil 7 um die Abreißlänge z zurückdrückt. Dies verhindert ein Anlöten des Hilfsstoffs 5 an den Werkstücken 50. Der Sensor 9 erkennt hierbei die Rückbewegung des Losteils 7 und dient in diesem Fall zur Überprüfung des Abschmelzens des Hilfsstoffs 5. Fin¬ det nach dem Lötvorgang im Fehlerfall keine Bewegung des Los- teils 7 statt, ist der Hilfsstoff 5 nicht abgeschmolzen und der Prozess wird angehalten. Eine stabile Lage des Losteils 7 wird durch eine Druckfeder 44 zwischen dem Losteil 7 und dem Festteil 8 erreicht. Im dritten Betriebszustand 13 wird der Hilfsstoff 5 im Fest¬ teil 8 mithilfe des zweiten steuerbaren Klemm-Mittels 2 ge¬ klemmt und im Losteil 7 gelöst. Das steuerbare Antriebsmittel 3 führt nun das Losteil 7 in seine Ausgangsposition zurück, wobei eine Verbrauchslänge y zurückgelegt wird. Hierbei wird, da der Hilfsstoff 5 im Festteil 8 geklemmt ist, eine Nach- fassbewegung zwischen Losteil 7 und Hilfsstoff 5 ausgeführt, welche die abgeschmolzene Verbrauchslänge y des Hilfsstoffs 5 ausgleicht und für den nachfolgenden Lötvorgang wieder eine
definierte Länge des Hilfsstoffs 5 zur Verfügung stellt. Der vierte Betriebszustand 14 zeigt die Rückkehr in die Ausgangs¬ position. Sowohl die Vorschublänge x als auch die Verbrauchslänge y sind direkt einstellbar. Die Einstellung der Vorschublänge x über einen Klemmgriff wurde zuvor beschrieben. Figur 1 zeigt eine Justierschraube 43, welche zur Verschiebung der Kolben¬ stange 41 des passiven Antriebsmittels 4 angeordnet ist. Mit- tels der Justierschraube 43 lässt sich die Verbrauchslänge y direkt einstellen. Die Abreißlänge z lässt sich indirekt über die anderen beiden Größen einstellen, da folgende Gleichung gilt : Abreißlänge z = Vorschublänge x - Verbrauchslänge y
In Figur 1 sind weiterhin auf der ersten Kolbenstange 31 sowie auf der Kolbenstange 41 Pfeile eingezeichnet, welche an¬ geben, in welcher Richtung der jeweilige Zylinder pneumatisch beaufschlagt ist. So ist das passive Antriebsmittel 4 in al¬ len Betriebszuständen zur Rückführung des Losteils 7 permanent beaufschlagt. Das steuerbare Antriebsmittel 3 ist im ersten Betriebszustand 11 und im vierten Betriebszustand 14 zur Rückführung des Losteils 7 beaufschlagt, und im zweiten Betriebszustand 12 zum Vorschub des Losteils 7 beaufschlagt. Im dritten Betriebszustand 13 ist das steuerbare Antriebsmit¬ tel 3 drucklos geschaltet.
Figur 2 zeigt den ersten Betriebszustand 11, den zweiten Be- triebszustand 12, den dritten Betriebszustand 13 sowie den vierten Betriebszustand 14 der Anordnung in einer Seitenansicht. Ebenfalls in Figur 2 gezeigt ist der Sensor 9 sowie eine Linie, entlang der Sensor 9 abtastet und ggf. die hinte¬ re Kolbenstange 32 registriert. Lediglich im zweiten Be- triebszustand 12 schneidet die hintere Kolbenstange 32 nicht die Abtastlinie des Sensors 9.
Figur 2 können erneut die unterschiedlichen Positionen des Losteils 7 gegenüber dem Festteil 8 je nach Betriebszustand entnommen werden. Im ersten Betriebszustand 11 und im vierten Betriebszustand 14 steht die Kolbenstange 41 mit dem An- schlagflansch 42 gegenüber dem Losteil 7 hervor. Auch lässt sich in Figur 2 erkennen, wie der Hilfsstoff 5 zwischen die Werkstücke 50 geklemmt wird. Weiterhin zeigt Figur 2 eine Führungseinheit 51, welche eine Führung für den Hilfsstoff 5 bereitstellt .
Der erste Betriebszustand 11 ist eine Grundstellung. Im zwei¬ ten Betriebszustand 12 wird der Hilfsstoff 5 zwischen die zu verlötenden Werkstücken 50 geklemmt. Daraufhin wird über das Losteil 7 eine Spannung auf den Hilfsstoff 5 aufgebracht. Der dritte Betriebszustand 13 zeigt das Ende einer Abreißbewe¬ gung. Im vierten Betriebszustand 14 ist eine Nachfassbewegung für die Verbrauchslänge y bereits erfolgt. Die Figuren 1 und 2 zeigen somit einen vollständigen Zuführzyklus für den
Hilfsstoff 5.
Figur 3 zeigt die zeitliche Abfolge einer Pneumatiksteuerung während eines vollständigen Zufuhrzyklus. Ein erstes Weg- Zeit-Diagramm 71 betrifft hierbei das erste steuerbare Klemm- Mittel 1 und ein zweites Weg-Zeit-Diagramm 72 das zweite steuerbare Klemm-Mittel 2. Die beiden Weg-Zeit-Diagramme fol¬ gen von links nach rechts einem zeitlichen Verlauf und bewe¬ gen sich zwischen einem offenen Zustand 63 und einem geklemmten Zustand 64. Weiterhin zeigt Figur 3 ein drittes Weg-Zeit- Diagramm 73 für das steuerbare Antriebsmittel 3 und ein vier- tes Weg-Zeit-Diagramm 74 für das passive Antriebsmittel 4.
Diese beiden Diagramme geben ebenfalls von links nach rechts einen zeitlichen Verlauf wider, welcher mit den anderen Diagrammen korreliert, und wechseln zwischen einem eingefahrenen Zustand 62 sowie einem ausgefahrenen Zustand 61. Weiterhin sind in Figur 3 ein erstes Zeitintervall 81, ein zweites
Zeitintervall 82, ein drittes Zeitintervall 83, ein erster Zeitpunkt 91 sowie ein zweiter Zeitpunkt 92 gezeigt. Ab¬ schließend zeigt Figur 3 auch Zeitfenster bzw. Zeitpunkte,
während derer die in Figur 1 und Figur 2 gezeigten Betriebs- zustände zutreffen. So gilt der erste Betriebszustand 11 am Anfang der Weg-Zeit-Diagramme, der zweite Betriebszustand 12 während des ersten Zeitintervalls 81 und des zweiten Zeitin- tervalls 82, der dritte Betriebszustand 13 am Anfang des dritten Zeitintervalls 83 und der vierte Betriebszustand 14 am Ende des dritten Zeitintervalls 83.
Der erste Betriebszustand 11 bezeichnet hierbei eine Grund- Stellung, wie sich auch aus den Weg-Zeit-Diagrammen ersehen lässt: In der Grundstellung sind beide Antriebsmittel im ein¬ gefahrenen Zustand 62. Das erste steuerbare Klemm-Mittel 1 ist offen und das zweite steuerbare Klemm-Mittel 2 ist ge¬ klemmt. Anschließend wird das erste steuerbare Klemm-Mittel 1 im Losteil 7 geklemmt, bevor das zweite steuerbare Klemm- Mittel 2 im Festteil 8 gelöst wird. Daraufhin wird das erste steuerbare Antriebsmittel 3 ausgefahren, wobei es das passive Antriebsmittel 4 mitnimmt, sobald die Stirnseite des Losteils 7 an den Anschlagflansch 42 des passiven Antriebsmittels 4 anschlägt. Schließlich ist das steuerbare Antriebsmittel 3 voll ausgefahren, d. h. das Losteil 7 wurde um die Vorschub¬ länge x maximal vorgeschoben.
Nach dem Vorschub beginnt in Figur 3 der zweite Betriebszu- stand 12 mit dem ersten Zeitintervall 81, in welchem der
Hilfsstoff zwischen die zu verlötenden Werkstücke 50 geklemmt wird, z.B. indem Elektroden geschlossen werden. Daraufhin wird das steuerbare Antriebsmittel 3 drucklos geschaltet. Da¬ nach wird während des zweiten Zeitintervalls 82 abgewartet und überprüft, ob die hintere Kolbenstange 32 wie oben be¬ schrieben zurückfährt, weil das passive Antriebsmittel 4 das Losteil 7 um die Abreißlänge z zurückführt, woraufhin ein fehlerhaftes Einbringen des Hilfsstoffs 5 erkannt und kein Lötstrom zugeschaltet würde.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies je¬ doch nicht der Fall, weshalb zum ersten Zeitpunkt 91 ein Löt¬ strom zugeschaltet wird. Nun erfolgt eine Verlötung der
Werkstücke 50. Da der Hilfsstoff 5 hierbei abschmilzt, kann das passive Antriebsmittel 3 den Hilfsstoff 5 abreißen und das Losteil 7 um die Abreißlänge z zurückführen, wodurch die hintere Kolbenstange 32 des steuerbaren Antriebsmittels 3 ebenfalls zurückfährt, was durch den Sensor 9 signalisiert wird. Dieses Signal wird zum zweiten Zeitpunkt 92 abgefragt. Zu diesem Zeitpunkt ist das passive Antriebsmittel 4 bereits im vollständig eingefahrenen Zustand 62. Das steuerbare An¬ triebsmittel 3 ist teilweise eingefahren, wie in Figur 3 ge- zeigt.
Daraufhin wird der Hilfsstoff 5 zunächst mit dem zweiten steuerbaren Klemm-Mittel 2 im Festteil 8 geklemmt und an¬ schließend mit dem ersten steuerbaren Klemm-Mittel im Losteil 7 gelöst, wodurch wie in Figur 3 gezeigt der dritte Betriebs¬ zustand 13 erreicht wird. Damit sind die Voraussetzungen für die Nachfassbewegung während des dritten Zeitintervalls 83 gegeben, wobei das steuerbare Antriebsmittel 3 vollständig in den eingefahrenen Zustand 62 und damit in den vierten Be- triebszustand 14 zurückgefahren wird.
Sofern der Sensor 9 zum zweiten Zeitpunkt 92 nicht signalisiert, dass die hintere Kolbenstange 32 zurückgefahren ist, würde ein fehlerhaftes Abschmelzen des Hilfsstoffs 5 erkannt, woraufhin der Lötvorgang angehalten werden muss.
Figur 4 zeigt einen Pneumatik-Schaltplan 100 für die Grundstellung bzw. den ersten Betriebszustand 11 der Anordnung. Neben dem ersten steuerbaren Klemm-Mittel 1, dem zweiten steuerbaren Klemm-Mittel 2, dem steuerbaren Antriebsmittel 3 und dem passiven Antriebsmittel 4 ist ein erster Abschnitt 110 und ein zweiter Abschnitt 120 für die Druckluftverteilung gezeigt. Der erste Abschnitt 110 befindet sich hierbei vor einem Sicherheitsventil und der zweite Abschnitt 120 nach ei- nem Sicherheitsventil. Weiterhin zeigt Figur 4 ein erstes Ventil 101, welches als 3/2-Wegeventil ausgeführt ist und wahlweise durch Muskelkraft oder Serienbetätigung (mittels elektrischer Betätigung und magnetischer Spule) betätigt wer-
den kann. Das erste Ventil 101 wird durch eine Feder rückge¬ stellt. Gleiches gilt für ein viertes Ventil 104 und ein fünftes Ventil 105. Demgegenüber handelt es sich bei einem Handschieber 102 um ein 3/2-Wegeventil, welches nur mit Mus- kelkraft betätigt wird und zur Entlüftung vor der Einbringung des Hilfsstoffs 5 in die Anordnung dient. Hierzu ist ein Wechselventil 103 an geeigneter Position vor den Klemm- Mitteln angeordnet. Abschließend zeigt Figur 4 im zweiten Ab¬ schnitt 120 noch ein Drosselrückschlagventil 106 sowie einen Luftbehälter 107, welche die Ansteuerung des dritten steuerbaren Antriebsmittels 3 über das vierte Ventil 104 und das fünfte Ventil 105 ergänzen.
In Figur 5 ist die Anordnung als Lotvorschub 6 ausgeführt und in zwei unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Figur 5 zeigt u. A. das Losteil 7, das Festteil 8, die Führungseinheit 51, die Justierschraube 43, die hintere Kolbenstange 32 sowie den Sensor 9. Auch der Anschlagflansch 42 ist in der rechten Darstellung deutlich zu erkennen.
Figur 6 zeigt in der oberen Darstellung eine Ansicht der Anordnung von unten, in der mittleren Darstellung eine Seitenansicht der Anordnung und in der unteren Darstellung eine Ansicht von oben (mit Schnitt durch die Anordnung) , welche erneut als Lotvorschub 6 ausgeführt ist. Auch hier sind das Losteil 7, das Festteil 8, der Sensor 9 und die Führungsein¬ heit 51 gezeigt. Zusätzlich lassen sich in der oberen und unteren Darstellung auch die vordere Kolbenstange 31, die hin¬ tere Kolbenstange 32, die Kolbenstange 41, der Anschlag¬ flansch 42 sowie die Justierschraube 43 erkennen. Der Schnitt der unteren Darstellung ermöglicht weiterhin einen Einblick in die Zylinder des steuerbaren Antriebsmittels 3 und des passiven Antriebsmittels 4. Figur 7 zeigt eine Explosionszeichnung der Anordnung, welche erneut als Lotvorschub 6 ausgeführt ist. Deutlich zu erkennen sind das Losteil 7, das Festteil 8, der Sensor 9, die Zylin¬ der des steuerbaren Antriebsmittels 3 und des passiven An-
triebsmittels 4, Ventile für das erste steuerbare Klemm- Mittel 1 sowie das zweite steuerbare Klemm-Mittel 2, die Füh¬ rungseinheit 51, die vordere Kolbenstange 31, die hintere Kolbenstange 32, die Kolbenstange 41, der Anschlagflansch 42 sowie die Justierschraube 43. Figur 7 zeigt weiterhin einen Klemmgriff zur Schnellj ustage der Vorschublänge x. Der Klemm¬ griff ergibt sich aus der in Figur 7 gezeigten Aussparung im Losteil 7 und zwei Schrauben 33. Durch Anziehen der Schrauben 33 wird die vordere Kolbenstange 31 an das Losteil 7 ge¬ klemmt .
Figur 8 zeigt eine weitere Ansicht der Anordnung, deren Perspektive der Explosionszeichnung aus Figur 7 entspricht. Der Lotvorschub 6 ist hierbei vollständig montiert. Erneut gut zu erkennen ist das Losteil 7, das Festteil 8, der Sensor 9, die Führungseinheit 51, die Justierschraube 43 sowie die hintere Kolbenstange 32.