NL9101143A - Verbeterde pneumatische aandrijfcilinder. - Google Patents

Description

VERBETERDE PNEUMATISCHE AANDRIJFCILINDER

De uitvinding heeft betrekking op een pneumatische aandrijfcilinder voor een puntlaselektrode, ingericht voor het tussen een rustpositie en een arbeidspositie doen bewegen van een puntlaselektrode.

Een dergelijke pneumatische aandrijfcilinder is bekend uit het Duitse "Offenlegungsschrift" 3542069.

Bij de uit deze literatuurplaats bekende pneumatische aandrijfcilinder benadert de elektrode het werkstuk met een lage snelheid, zodat geluidsoverlast zoveel mogelijk wordt voorkomen. Pas wanneer de puntlaselektrode het werkstuk heeft geraakt, wordt een verhoogde druk op de puntlascilinder aangelegd, zodat de elektrode met een verhoogde kracht tegen het werkstuk wordt aangedrukt, hetgeen een gunstige uitwerking op de kwaliteit van de vervaardigde las oplevert.

Bij deze bekende puntlascilinder wordt het gehele traject tussen de uitgangs- of rustpositie en de positie, waarin de puntlaselektrode tegen het werkstuk aanligt, met de lage snelheid afgelegd, ter vermijding van beschadiging van het werkstuk en de elektrode en ter vermijding van geluidsoverlast. Aldus kost het veel tijd om de elektrode de desbetreffende beweging te doen afleggen. Het zal duidelijk zijn dat dit een nadelige uitwerking op de produktiesnelheid heeft.

Het doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een dergelijke aandrijfcilinder, waarvan de bewegingsafloop zodanig is, dat het minder tijd kost het traject van de rustpositie naar de puntlaspositie af te leggen.

Dit doel wordt bereikt, doordat de aandrijfcilinder is ingericht voor het met een eerste snelheid doen afleggen van een eerste deel van het traject tussen de rustpositie en de arbeidspositie en het met een tweede snelheid afleggen van het tweede deel van dat traject, waarbij de tweede snelheid kleiner is dan de eerste snelheid.

Als gevolg van deze maatregel is een aanzienlijk kortere tijdsduur nodig voor het doen uitvoeren van de beweging vanaf de rustpositie naar de puntlaspositie.

Alhoewel het uiteraard mogelijk is het gehele traject met een grote snelheid te doen afleggen, ontstaat hierbij het gevaar dat de elektrode met een zodanige klap het werkstuk raakt, dat het zogenaamde stuiteren ontstaat en een slechte lasverbinding wordt verkregen. Bovendien leidt het met een grote snelheid raken van het werkstuk tot een grote geluidsoverlast.

Door de maatregel volgens de onderhavige uitvinding wordt dit probleem vermeden, en wordt desalniettemin een korte cyclustijd bereikt.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van bijgaande uitvoeringsvoorbeel-den, waarin voorstellen: fig. 1: een schematisch doorsnedeaanzicht van een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; en fig. 2: het tijd-weg-diagram van een aandrijfci-linder volgens de onderhavige uitvinding.

In fig. 1 is een aandrijfcilinder 1 aangetoond. De aan aandrijfcilinder 1 wordt gevormd door een huis 2, waarin een beweegbaar deel 3 is aangebracht, waarin een uitsparing 4 is aangebracht voor het bevestigen van een puntlaselektrode. Het beweegbare deel wordt gevormd door een zuigerstang 5, waaraan een ringvormige zuiger 6 en een schijfvormige zuiger 7 zijn bevestigd. De zuigerstang 5 zet zich verdikt voort naar de uitsparing 4 voor de puntlaselektrode. Het beweegbare deel 3 is axiaal beweegbaar in het huis 2 aangebracht. Op diverse plaatsen zijn tussen het beweegbare deel 3 en het huis 2 afdichtingsringen 8 aangebracht.

In de zuigerstang 5 is een axiaal kanaal 9 aangebracht, waarmee de aan de aandrijfzijde van de ringvormige zuiger 6 gelegen ruimte 10 in verbinding staat met de aan de aandrijfzijde van de schijfvormige zuiger 7 gelegen ruimte 11. Hierbij wordt het kanaal 9 aanvankelijk afgesloten door de ringvormige vinger 6. Aan de niet-aandrijf-zijde van de ringvormige zuiger 6 is een ruimte 12 gelegen. De ruimten 11 en 12 worden gescheiden door een vast in het huis 2 aangebrachte ringvormige neus 13.

Voor het bevestigen van de aandrijfcilinder 1 aan een robotarm of aan een gestel van de lasmachine is aan de aandrijfcilinder 1 een bevestigingsoor 14 aangebracht. Het oor kan van geschikte bevestigingsmiddelen, zoals een gat of een tapeind zijn voorzien, doch het eveneens mogelijk de aandrijfcilinder van andere bevestigingsmiddelen, zoals een bevestigingsoog, te voorzien.

Tegen de aandrijfcilinder 1 aan is een regelblok 15 aangebracht. In het regelblok 15 zijn de diverse componenten aangebracht, die noodzakelijk zijn voor het vertragen van de beweging van het bewegende deel 3 tijdens het laatste deel van het traject. Alhoewel bij de onderhavige uitvoeringsvorm de componenten in een aanflensbaar blok 15 zijn ondergebracht, is het mogelijk de componenten in het huis van de cilinder zelf, bijvoorbeeld in een verlengd deel daarvan, onder te brengen.

In het blok 15 is een smoorklep 16 aangebracht, die door middel van een schroefveer 17 tegen een zitting 18 wordt aangedrongen.

De smoorklep 16 is door middel van een kanaal 19 verbonden met de ruimte 12. De andere zijde van de smoorklep is door middel van een kanaal 20 verbonden met een tweede aansluiting voor perslucht 3.1 .

De smoorklep 16 kan van de zitting 18 af worden bewogen door middel van een plunjer 22, die bevestigd is aan een zuiger 23. Eén zijde van zuiger is door middel van een kanaal 24 verbonden met een klep 25, terwijl de klep 25 door middel van een kanaal 26 verbonden is met de ruimte 10. De zijde van de zuiger 23, waarop het kanaal 24 uitmondt, is door middel van een kanaal 27 verbonden met de ruimte 11. In dit kanaal is een kogel 28 aangebracht.

Overigens kan de zuiger 23 worden vervangen door een membraam.

De klep 25 is door middel van een stang 29 verbonden met een zuiger 30, die eveneens aangesloten is op het kanaal 26. Tussen de zuiger 30 en het kanaal 26 is een smoorschroef 31 aangebracht, die van buitenaf instelbaar is.

Verder is ter overbrugging van de smoorschroef 31 een combinatie van een kogel en een bypass-kanaal 32 aangebracht.

Vervolgens zal de werking van de inrichting volgens de uitvinding worden beschreven.

Wanneer door middel van de tweede persluchtaansluiting 21 perslucht aan de ruimte 10 wordt toegevoerd, ondervindt de ringvormige zuiger 6 een naar buiten gerichte kracht, evenals het eindvlak van de zuigerstang 5, zodat het bewegende deel 3 naar de in de tekening linker richting zal bewegen.

Bovendien wordt perslucht door middel van het kanaal 26, de geopende klep 25 en het kanaal 24 toegevoerd aan de zuiger 23, die de smoorklep 16 tegen de veerdruk van de veer 17 in geopend zal houden. Aldus zal de in de ruimte 12 aanwezige lucht via het kanaal 19 de van de zitting 18 afgelichte smoorklep 16 en het kanaal 20 naar de eerste aansluiting 21 voor perslucht worden toegevoerd. Als gevolg hiervan ondervindt het uitstromen van perslucht uit de ruimte 12 weinig hinder, zodat aanvankelijk het beweegbare deel 3 zich met een grote snelheid zal voortbewegen .

Tevens wordt via het kanaal 26 en de smoorschroef 31 perslucht toegevoerd aan één zijde van de zuiger 30.

Als gevolg van de zich aan één zijde van de zuiger 30 langzaam verzamelende perslucht zal de zuiger 31 zich naar de in de tekening rechter richting toe bewegen, waardoor de klep 25 successievelijk wordt afgesloten. Als gevolg daarvan zal na verloop van een zekere tijdsduur de toevoer van lucht onder druk naar de zuiger 23 worden afgesloten, waarbij de klep 25 tevens de ruimte aan de drukzijde van de klep 23 door middel van een kanaal 24 met de omgeving verbindt. De druk op de klep 25 valt dan ook weg, waardoor als gevolg van de veerdruk van de veer 17 de smoorklep 16 weer terugkomt op zijn zitting 18. Dit betekent dat de van de ruimte 12 afkomstige lucht aan de werking van de smoorklep onderhevig is, zodat de beweging van het beweegbare deel 3 sterk wordt afgeremd.

Hierbij is de werking van de smoorschroef 31 zodanig gekozen, dat, kort voordat de elektrode het werkstuk raakt, de snelheid van het beweegbare deel 3 wordt verkleind, opdat aldus de gewenste werking wordt verkregen.

Het zal duidelijk zijn dat door middel van de instelbare smoorschroef 31 de smoorwerking kan worden gevarieerd. Als gevolg daarvan kan de hoeveelheid perslucht, die tot in de ruimte wordt gevoerd, voordat de smoorwerking van de klep 16 wordt ingeschakeld, worden geregeld. De lengte van het eerste deel van het traject, dat met een verhoogde snelheid wordt afgelegd, kan dan ook worden geregeld.

Wanneer de elektrode het werkstuk heeft geraakt, wordt de beweging van het beweegbare deel 3 gestopt. Op de ringvormige zuiger 6 wordt echter druk gehandhaafd, zodat deze zich zal verplaatsen ten opzichte van het beweegbare deel 3, zodat het kanaal 9 vrijkomt. Aldus wordt tevens perslucht toegevoerd over de ruimte 11, en ondervindt de schijfvormige zuiger 7 eveneens een naar het werkstuk toe gerichte kracht.

De perslucht wordt door het kanaal 27 heen toegevoerd aan de zuiger 23, waarbij de kogel 28 van zijn zitting wordt gelicht. De zuiger 23 zal via de plunjer 22 de smoorklap 26 lichten, zodat de ruimte 12 direkt met de eerste persluchtaansluiting 21 wordt verbonden. Aldus wordt de druk op de zuigers 6 en 7 niet meer tegengewerkt, en wordt de elektrode met verhoogde druk tegen het werkstuk aan gedrukt.

Wanneer de cilinder in omgekeerde richting wordt bewogen, wordt door middel van de eerste aansluiting 21 voor perslucht perslucht toegevoerd, waardoor via het kanaal 20 de door de persluchtrichting van de zitting 18 afgedrukte smoorklep 16 en het kanaal 19 aan de ruimte 12 perslucht wordt toegevoerd.

De in de ruimten 11 en 10 aanwezige perslucht kan via het kanaal 9 en via de tweede aansluiting voor perslucht 33 ontsnappen.

Het zal duidelijk zijn dat op de onderhavige uitvinding diverse variaties kunnen worden aangebracht. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk de uitvinding toe te passen bij een pneumatische aandrijfcilinder, die enkelwerkend is, en waarbij de schijfvormige zuiger 7, het kanaal 9 en de ruimte 11 afwezig zijn. Het kanaal 27 en de kogel 28 komen dan eveneens te vervallen. Het effect, dat na het raken van het werkstuk door de elektrode, deze met vergrote kracht wordt aangedrukt, komt dan te vervallen.

Het zal tevens duidelijk zijn dat in plaats van het aanbrengen van de smoorklep in een kanaal, dat tijdens de actieve beweging lucht afvoert, de smoorinrichting tevens aangebracht kan worden in een kanaal, dat tijdens de actieve richting lucht toevoert. Alhoewel bij de huidige stand van de techniek dit een minder aantrekkelijke oplossing lijkt, zou dit in de toekomst realiseerbaar kunnen zijn.

Bij de onderhavige uitvinding wordt de werking van de smoorklep ingeschakeld, doordat via een tweede smoorklep een bepaald volume lucht aan een ruimte wordt toegevoerd. In plaats hiervan is het mogelijk de smoorklep in te schakelen, wanneer het beweegbare deel van de aandrijfcilinder het tweede traject heeft afgelegd, bijvoorbeeld door middel van een wellicht binnen het cilinderhuis aan te brengen pal, die door het beweegbare deel geraakt wordt, en daarmee, wellicht via een pneumatische regelin-richting, de smoorklep inschakelt.

In het tijd-weg-diagram van fig. 2 toont lijn 34 de beweging van een bekende aandrijfcilinder, waarbij de onderhavige uitvinding niet is toegepast. Lijn 35 toont de beweging van de aandrijfcilinder volgens de uitvinding.

Zoals uit fig. 2 blijkt, vertrekt de bekende aandrijfcilinder op het tijdstip t0, en bereikt de arbeids-positie op het tijdstip t3. Hierbij heeft het beweegbare deel over nagenoeg het gehele traject 12 een constante snelheid, gelijk aan l2/(t3 - t0).

De puntlascilinder volgens de onderhavig uitvinding vertrekt met een verhoogde snelheid, totdat op het tijdstip t1 het traject 1Ί is afgelegd. Vervolgens wordt met de snelheid, die gelijk is aan die van de bekende cilinder het resterende traject 12 - li afgelegd, waarbij op het tijdstip t2 de arbeidspositie wordt bereikt. De door de cilinder volgens de onderhavige uitvinding verkregen tijdwinst is gelijk aan t3 - t2.

Claims (13)

1. Pneumatische aandrijfcilinder voor een punt-laselektrode, ingericht voor het van een rustpositie naar een arbeidspositie doen bewegen van een puntlaselektrode, met het kenmerk, dat de aandrijfcilinder is ingericht voor het met een eerste snelheid doen afleggen van een eerste deel van het traject tussen de rustpositie en de arbeidspositie en het met een tweede snelheid doen afleggen van het tweede deel van dat traject, waarbij de tweede snelheid kleiner is dan de eerste snelheid.

2. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat in een naar de aandrijfzijde van de zuiger leidend kanaal voor perslucht een instelbare smoor-inrichting is aangebracht.

3. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de aandrijfcilinder ten minste één dubbel-werkende zuiger omvat, waarbij de naast deze zuiger gelegen ruimte waarvan bij de beweging naar de elektrode toe het volume afneemt, met een kanaal verbonden is, in welk kanaal een eerste, inschakelbare smoorinrichting is geplaatst.

4. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de eerste smoorinrichting wordt ingeschakeld, wanneer de zuiger het eerste deel van het traject heeft afgelegd.

5. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 1, 2, 3 of 4 met het kenmerk, dat de lengte van het eerste deel instelbaar is.

6. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 3, 4 of 5 met het kenmerk, dat de eerste smoorinrichting verbonden is met een eerste stuurelement, dat onder druk de eerste smoorinrichting tot in een onwerkzame positie beweegt.

7. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat het eerste stuurelement een zuiger of een membraam is.

8. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 6 of 7 met het kenmerk, dat de drukzijde van het eerste stuurelement via een kanaal verbonden is met de aanvoer-leiding van perslucht, waarbij in de aanvoerleiding een klep is aangebracht, die met een tweede stuurelement is verbonden, en die bij voldoende druk op het tweede stuurelement de klep sluit.

9. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 8 met het kenmerk, dat de drukzijde van het tweede stuurelement via een tweede smoorinrichting met de aanvoerleiding van perslucht is verbonden.

10. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 8 of 9 met het kenmerk, dat het tweede stuurelement een zuiger of een membraam is.

11. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de doortocht van de tweede smoorinrichting instelbaar is.

12. Pneumatische aandrijfcilinder volgens een van de voorafgaande conclusies, gekenmerkt door middelen voor het verhogen van de door de elektrode op het werkstuk uitgeoefende druk, wanneer de elektrode het werkstuk geraakt heeft.

13. Pneumatische aandrijfcilinder volgens conclusie 12 met het kenmerk, dat de middelen voor het verhogen van de door de elektrode op het werkstuk uitgeoefende druk ingericht zijn vor het onwerkzaam maken van de eerste smoorinrichting.