PT98293B - Sistema de accionamento linear de comando pneumatico para maquinas automaticas de soldadura por pontos - Google Patents
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Description
SISTEMA DE ACCIONAMENTO LINEAR DE COMANDO PNEUMÁTICO PARA
MAQUINAS AUTOMATICAS DE SOLDADURA POR PONTOS para que
VBS Vertriebsgesellschaft fur Schweisstechnick mbH pretende obter privilégio de invenção em Portugal.
J
O presente invento refere-se a um sistema de accionamento linear de comando pneumático para máquinas automáticas de soldadura por pontos, com as seguintes características:
Vários êmbolos guiados por uma única biela encontram-se dispostos em tandem num cilindro, estando o cilindro fechado por um fundo numa das suas extremidades e tendo na zona da outra extremidade um anel de guiamento em que a biela penetra, havendo sempre entre dois êmbolos vizinhos um fundo intermédio fixo em relação ao cilindro, em que penetra a biela de forma a que o cilindro esteja separado em, pelo menos, três câmaras de compressão: uma primeira câmara de compressão que se encontra entre o fundo do cilindro e o primeiro êmbolo vizinho, uma segunda câmara de compressão que se encontra entre o primeiro êmbolo e o fundo intermédio vizinho e uma terceira câmara de compressão que se encontra entre o segundo êmbolo e o fundo intermédio.
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A biela possui, no seu segmento que se encontra entre os êmbolos, um canal axial que apresenta, na sua extremidade voltada para o fundo do cilindro, uma válvula de retenção, desembocando através dela na primeira câmara de compressão, podendo o referido canal ser ligado à primeira e à terceira câmaras de compressão através de canais radiais, possuindo o cilindro duas junções de condutas de ar, a primeira das quais conduz à primeira câmara de compressão e pode ser ligada à terceira câmara de compressão, enquanto que a segunda conduta de ar conduz, através de uma válvula de estrangulamento, à segunda câmara de compressão.
primeiro êmbolo é móvel axialmente num segmento extremo com um diâmetro menor da biela e fecha, na sua posição final voltada para o fundo do cilindro, os canais radiais que ligam o canal axial da biela à primeira câmara de compressão e que são desbloqueados na sua posição final oposta ao fundo do cilindro.
É conhecido um sistema de accionamento linear com estas caracteristicas através da DE 35 42 069 A 1. Este dispositivo conhecido tem por objecto travar o movimento do eléctrodo em direeção à peça a trabalhar, para conseguir um amortecimento dos ruídos quando da colocação do eléctrodo, devendo ser depreciável a perda de tempo causada pelas medidas de retardamento.
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dispositivo conhecido pretende resolver esta tarefa pelo facto de o êmbolo vizinho (7) na segunda câmara de compressão (20) ser axialmente deslocável numa área (91) de diâmetro reduzido da haste (9) dependente da diferença de pressão entre a primeira e a segunda câmaras de compressão (18, 20) , entre uma primeira posição em que fecha uma conduta de ligação (17) entre o canal (16) e a segunda câmara de compressão (20), conduta essa que contorna a válvula (15) e uma segunda posição em que abre essa conduta de ligação (17) encostando-se, nesta segunda posição, a um resssalto (10) da haste (9).
É certo que a tarefa acima descrita pode ser efectuada através de um dispositivo com êmbolos e cilindro deste tipo. Tem, no entanto, -sobretudo na forma de realização que a documentação do pedido de patente apresenta e descreve como exemplo de realização- o inconveniente de ser de construção muito complicada o que resulta também numa fabricação muito dispendiosa.
Um outro inconveniente consiste no facto de o dispositivo de estrangulamento colocado ao lado do cilindro fazer aumentar consideravelmente o espaço total que o sistema de accionamento linear necessita para o eléctrodo de soldar. Isto tem consequências negativas no que diz respeito às possibilidades de utilização da máquina automática de soldadura, devido ao facto de o porta-eléctrodo, com o seu
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-4accionamento, já não poder passar por espaços muito estreitos.
Uma desvantagem funcional consiste no facto de o êmbolo axialmente deslocável num segmento extremo interior da biela, para atingir a sua posição inicial em que fecha os canais de ligação radiais entre a primeira câmara de compressão e o canal axial da biela, depender totalmente da diferença de pressão que existe entre a primeira e a segunda câmaras de compressão. Se esta diferença de pressão não for suficiente para empurrar o êmbolo para a sua posição final voltada para o fundo do cilindro é possível que, no início do ciclo de trabalho seguinte, ambos os êmbolos sejam admitidos ao mesmo tempo, impedindo assim o desejado efeito de amortecimento.
objecto do presente invento é, por conseguinte, aperfeiçoar um sistema de accionamento linear do género definido na introdução da presente descrição e no termo genérico da reivindicação 1, de modo a que os inconvenientes acima descritos dos sistemas de accionamento linear conhecidos deste tipo sejam, tanto quanto possível, eliminados. Evitando peças moldadas fundidas, pretende-se realizar uma construção mais simples que garanta um funcionamento seguro.
De acordo com o presente invento, este problema é resolvido através das características distintivas referidas na reivindicação 1. Através das características distintivas das
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restantes reivindicações, obtem-se uma simplificação ainda maior, conservando-se um máximo de fiabilidade.
Por estar colocada no segmento extremo, com um diâmetro menor da biela, uma mola de pressão em espiral que a circunda axialmente e que se apoia, por um lado, sob tensão prévia, na saliência que delimita o segmento extremo com um diâmetro menor da biela e, por outro lado, no lado posterior do êmbolo coaxialmente deslocável neste segmento de biela, garante-se que no inicio do ciclo de trabalho este êmbolo feche sempre, na sua posição inicial, os canais radiais que ligam o canal axial da biela à primeira câmara de compressão.
Uma vez que o dispositivo que serve para a ventilação da segunda câmara de compressão, durante o ciclo de trabalho, está colocado por completo no fundo intermédio, o sistema de accionamento linear ocupa um espaço substancialmente mais reduzido, o que aumenta as possibilidades de utilização de um porta-eléctrodo assim accionado.
facto de o dispositivo de fechamento colocado na via de ventilação ser uma corrediça cilíndrica comandada pelas diferenças de pressão entre a segunda e a terceira câmaras de compressão resulta, em relação aos dispositivos conhecidos de êmbolos-cilindro, numa simplificação considerável do dispositivo de fechamento, construído como uma válvula esférica.
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-6A construção da válvula de retenção em válvula de membrana com esta em posição vertical em relação ao eixo do cilindro, colocada na extremidade da biela voltada para o fundo do cilindro que fecha o canal axial da biela no caso de haver excesso de pressão na primeira câmara de compressão, torna possível minimizar o comprimento axial total necessário para a construção desta válvula de retenção.
invento é ilustrado a seguir mais pormenorizadamente através de um desenho que o representa a título de exemplo. 0 desenho representa uma secção axial do sistema de accionamento linear em posição de repouso com a biela completamente puxada para trás.
Na forma de realização representada pelo desenho o sistema de accionamento de acordo com o presente invento consiste, essencialmente, no corpo de um cilindro 1 que está revestido por uma camisa de cilindro composta por vários segmentos 2,3. No seu interior encontra-se uma biela 4 axialmente deslocável, que dispõe de dois êmbolos 5,6 em posição tandem.
cilindro é fechado numa das suas extremidades por um fundo fixo 7. Entre os dois êmbolos 5,6 existe um fundo intermédio 8 em que penetra o segmento 4a da biela que se prolonga entre os dois êmbolos 5,6. 0 referido fundo intermédio é mantido numa posição fixa em relação ao cilindro entre os dois
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-7segmentos 2,3 da camisa do cilindro. Na extremidade oposta ao fundo o cilindro possui, no seu interior, um anel de guiamento 9 em que penetra a biela 4 e que encosta, pelo seu lado interior, ao segmento exterior 3 da camisa do cilindro, enquanto é seguro exteriormente por um anel de retenção 10 colocado numa ranhura anular 11 do corpo do cilindro 1. A sua secção interior é poligonal de modo que existem, entre a biela 4 e o anel de guiamento 9, canais de ventilação axiais, não representados no desenho.
cilindro está dividido em três câmaras de compressão: uma primeira câmara de compressão 12 que se encontra entre o fundo 7 do cilindro e o primeiro êmbolo 5; uma segunda câmara de compressão 13, que se encontra entre o primeiro êmbolo 5 e o fundo intermédio 8; e uma terceira câmara de compressão 14 que se encontra entre o segundo êmbolo 6 e o fundo intermédio 8.
No fundo 7 do cilindro encontra-se colocada uma primeira junção de conduta de ar 15 que conduz directamente à primeira câmara de compressão 12. Uma segunda junção de conduta de ar 16 encontra-se na zona do fundo intermédio e conduz, através de um canal anular 17 que circunda o fundo intermédio 8, à segunda câmara de compressão 13, estando colocada num canal de ligação 18 que liga o canal anular 17 à segunda câmara de compressão 13, uma válvula de estrangulamento 19.
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-8A biela 4 possui, no seu segmento que se prolonga entre os dois êmbolos 5 e 6, um canal axial 20. Este canal possui, na sua extremidade voltada para o fundo do cilindro, uma saída que dá para a primeira câmara de compressão 12. Nesta saída existe uma válvula de retenção 21 que possui, como corpo de fechamento, uma membrana 21a colocada em posição paralela ao fundo do cilindro, válvula essa que se fecha, no caso de haver um excesso de pressão na primeira câmara de compressão 12. A sede da válvula consiste num parafuso de cabeça 21b com um canal 21c paralelo ao eixo, aparafusado em posição coaxial no segmento extremo 4b da biela, parafuso esse que sobressai lateralmente nesse segmento extremo 4b da biela.
O fundo 7 do cilindro possui, no seu interior, uma cavidade (torneada) central que faz parte da primeira câmara de compressão 12 e onde penetra a extremidade 4b da biela com a válvula de retenção 21 na posição de repouso do sistema de accionamento linear, estando a biela completamente puxada para trás.
A extremidade 4b da biela tem um diâmetro menor relativamente ao segmento 4a que se prolonga entre os dois êmbolos 5 e 6, havendo uma saliência 22 no local de transição entre as duas partes. Na extremidade 4b da biela está colocado o primeiro êmbolo 5, axialmente deslocável e, entre este e a saliência 22, sob tensão prévia, encontra-se uma mola de pressão em espiral 23. Esta mola de pressão em espiral 23 empurra o
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-9primeiro êmbolo 5, encontrando-se o sistema de accionamento linear em posição de repouso e a biela completamente puxada para trás, contra o fundo 7 do cilindro. 0 segundo êmbolo 6 fica, ao mesmo tempo, encostado ao fundo intermédio 8.
Por baixo da válvula de retenção 21 existem canais radiais 24 gue saem do canal axial 20 da biela, canais esses que ficam, na posição de repouso do sistema de accionamento linear, no interior do primeiro êmbolo 5. No entanto, os referidos canais abrem-se, desembocando então na primeira câmara de compressão 12, quando o primeiro êmbolo 5 é deslocado pela acção da mola de compressão 23.
Na outra extremidade do canal axial 20 estão previstos outros canais radiais 25, que se encontram dentro do fundo intermédio 8 quando a biela está completamente recolhida, ficando, por esse motivo, fechados. No entanto, quando a biela 4 se delsoca um pouco para fora, os referidos canais abrem-se, desembocando então na terceira câmara de compressão.
fundo intermédio 8 contem, na sua zona periférica, um cilindro de corrediça 26 que se prolonga paralelamente ao eixo e que tem uma abertura, por um lado, para a segunda câmara de compressão 13 e, por outro lado, para a terceira câmara de compressão 14. No seu interior existe uma corrediça de ventilação 27, axialmente deslocável em
dependência das diferenças de pressão entre a segunda câmara de compressão 13 e a terceira câmara de compressão 14. Por meio da referida corrediça de ventilação é possível fechar um canal de ventilação 28 que liga a segunda câmara de compressão 13 ao canal anular 17 e que cruza o cilindro de corrediça 26. A corrediça de ventilação 27 está ligada, por meio de uma cavilha de afastamento 29, colocada axialmente na sua frente voltada para a terceira câmara de compressão 14, a um êmbolo de empuxo 30 axialmente deslocável no cilindro de corrediça 26, em continuação axial.
Partindo da posição de repouso em que o primeiro êmbolo 5 se encontra encostado ao fundo 7 do cilindro, o sistema de accionamento linear de acordo com o presente invento funciona da seguinte maneira:
A primeira câmara de compressão 12 admite ar comprimido através da junção de conduta de ar 15. Inicialmente o ar comprimido pressiona apenas o primeiro êmbolo 5 e a válvula de retenção 21, que se mantém fechada devido à pressão do ar. A biela 4 com o eléctrodo 31, que se encontra colocado na sua extremidade exterior, é feita deslocar em direcção à peça a trabalhar, até o eléctrodo 31 tocar na peça. Ao mesmo tempo abrem-se os canais radiais 25 que dão para o canal axial 20 da biela e que se encontravam, inicialmente, fechados pelo fundo intermédio 8. Os canais radiais 24, que se encontram na outra extremidade do canal axial 20, mantêm-se ainda
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-11fechados pelo primeiro êmbolo 5 porque a mola de pressão em espiral 23, pelo facto de estar sob tensão prévia, mantém o primeiro êmbolo 5 ainda na sua posição inicial.
Durante este curso de avanço o ar da segunda câmara de compressão 13 é evacuado através do canal de ligação 18 que desemboca no canal anular 17 que se encontra na periferia do fundo intermédio 8, estando esse canal anular 17, por sua vez, em ligação com a segunda junção de conduta de ar 16. Simultaneamente é travado o movimento do eléctrodo 31 em direcção à peça a trabalhar, pela acção da válvula de estrangulamento 19 que se encontra no canal de ligação 18, em consequência do que o eléctrodo 31 toca na peça a trabalhar sem causar qualquer ruído assinalável.
Continua a alimentar-se a primeira câmara de compressão 12 com ar comprimido. 0 primeiro êmbolo 5 desloca-se agora ao longo da extremidade 4b da biela, por acção da mola de pressão em espiral 23, para o interior da segunda câmara de compressão 13, até que a compressão da mola de pressão em espiral 23 atinja o seu máximo. Ao mesmo tempo abrem-se os canais radiais 24 que dão para o canal axial 20 da biela.
ar comprimido, contornando a válvula de retenção 21, passa agora pelos referidos canais radiais 24, pelo canal axial 20 e pelos canais radiais 25 e chega à terceira câmara de compressão 14, pelo que é admitido também o segundo êmbolo 6.
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-12Logo que a pressão que se desenvolve na terceira câmara de compressão 14 seja superior à pressão da segunda câmara de compressão 13, até esse momento em diminuição retardada, a corrediça de ventilação 27 é impelida através do êmbolo de empuxo 30 em direcção à segunda câmara de compressão 13. Por este motivo abre-se o canal de ventilação 28 de modo que o ar pode sair agora da segunda câmara de compressão 13, sem estrangulamento. 0 eléctrodo 31 é agora prensado contra a peça a trabalhar com toda a força do ar comprimido que actua em ambos os êmbolos 5 e 6, realizando-se assim o processo de soldadura.
Para efectuar o curso de retorno, a segunda câmara de compressão 13 recebe ar comprimido através da segunda junção de conduta de ar 16, do canal anular 17 e do canal de ligação
18, ao mesmo tempo que se abre a válvula de estrangulamento
19. O primeiro êmbolo 5 desloca-se, em primeiro lugar, sob a pressão da mola de pressão em espiral 23 para a sua posição inicial na extremidade 4b da biela, sendo deslocado a seguir, juntamente com a referida biela e o segundo êmbolo 6, em direcção ao fundo 7 do cilindro, para a posição inicial, pronto para um novo processo de soldadura. Ao mesmo tempo, é evacuado o ar da primeira câmara de compressão 12, directamente através da junção de conduta de ar 15, agora isenta de pressão. A evacuação do ar da terceira câmara de compressão 14 realiza-se através dos canais radiais 25, do canal axial 20 da biela e da válvula de retenção 21 que se
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-13encontra na extremidade 4b da biela e que se abre agora, para a primeira câmara de compressão 12.
curso de retorno está concluído e o sistema accionamento fica pronto para um novo ciclo de trabalho, depois de as peças móveis terem voltado às posições que o desenho representa.
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SISTEMA DE ACCIONAMENTO LINEAR DE COMANDO PNEUMÁTICO PARA
MAQUINAS AUTOMATICAS DE SOLDADURA POR PONTOS
Claims (3)
- -REIVINDICAÇOESIa. - Sistema de accionamento linear de comando pneumático para máquinas automáticas de soldaduras por pontos, caracterizado por:a) possuir vários êmbolos guiados por uma única biela dispostos em tandem num cilindro, sendo o cilindro fechado por um fundo numa das suas extremidades e possuindo na zona da outra extremidade, um anel de guiamento em que penetra a biela, havendo sempre entre os dois êmbolos vizinhos um fundo intermédio resistente em que penetra a biela, de forma a que o cilindro esteja separado em, pelo menos, três câmaras de compressão: uma primeira câmara de compressão que se encontra entre o fundo do cilindro e o primeiro êmbolo vizinho, uma segunda câmara de compressão, que se encontra entre o primeiro êmbolo e o fundo intermédio vizinho e uma terceira câmara de compressão que se encontra entre o segundo êmbolo e o fundo intermédio;b) a biela possuir, no seu segmento que se encontra entre os êmbolos, um canal axial que apresenta, na sua extremidade voltada para o fundo do cilindro, uma válvula de retenção queD-484-15desemboca através da mesma na primeira câmara de compressão e que pode ser ligada à primeira e à terceira câmaras de compressão através de canais radiais, possuindo o cilindro duas junções de condutas de ar, a primeira das quais conduz à primeira câmara de compressão, podendo ser ligada à terceira câmara de compressão, enquanto que a segunda conduta de ar está ligada, através de uma válvula de estrangulamento, à segunda câmara de compressão;c) 0 primeiro êmbolo ser móvel axialmente num segmento extremo com um diâmetro inferior ao da biela e fechar, na sua posição final, voltada para o fundo do cilindro, os canais radiais que ligam a perfuração axial da biela à primeira câmara de compressão e os quais desbloqueiam na sua posição final oposta ao fundo do cilindro;d) possuir, no segmento extremo (4b) com um diâmetro inferior ao da biela, uma mola de pressão em espiral (23) que o circunda axialmente e que se apoia, por um lado, sob uma tensão prévia, no lado posterior do primeiro êmbolo (5) e, por outro lado, na saliência (22) que delimita o segmento extremo (4b) da biela, sendo a posição final do êmbolo (5) voltada para o fundo do cilindro, determinada pela caixa da válvula de retenção (21), em forma de parafuso de cabeça (21b) com um canal paralelo ao eixo (21c), caixa essa que se encontra disposta no segmento final (4b) da biela e sendo a posição final oposta ao fundo do cilindro, determinada pelaD-484-16compressão máxima da mola de pressão em espiral (23);e) por, pelo menos o primeiro fundo intermédio (8) apresentar um canal anular periférico (17) ligado, por um lado, imediatamente à segunda junção de conduta de ar (16) e, por outro lado, através de um canal de ligação (18) que contem a válvula de estrangulamento (19), à segunda câmara de compressão (13);f) por, pelo menos o primeiro fundo intermédio (8) conter, na sua zona periférica, um cilindro deslizante (26), pelo menos aproximadamente paralelo ao eixo, o qual se encontra aberto, por um lado para a segunda câmara de compressão (13) e que, por outro lado, também se encontra aberto para a terceira câmara de compressão (14) e no qual está colocada uma corrediça de ventilação (27) , deslocável axialmente dependendo das diferenças de pressão entre a segunda câmara de compressão (13) e a terceira câmara de compressão (14), a qual serve para permitir o fechamento de um canal de de ventilação (28) que passa pelo fundo intermédio (8) e que liga a segunda câmara de compressão (13), cruzando o cilindro deslizante (26) o canal anular (17).
- 2a. Sistema de accionamento linear de comando pneumático de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a válvula de retenção (21) disposta no segmento extremo (4b) da biela ser uma válvula de membrana, cuja membrana (21a) se encontra,D-484-17verticalmente em relação ao eixo do cilindro, na sede da válvula construída como parafuso de cabeça (21b) com o canal paralelo ao eixo (21c).
- 3a. - Sistema de accionamento linear de comando pneumático de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por a corrediça de ventilação (27) ter a forma de um cilindro que enche a secção do cilindro deslizante (26) e por estar ligada, através de uma cavilha de afastamento (29) colocada axialmente na sua frente voltada para a terceira câmara de compressão (14) , a um êmbolo de empuxo (3 0) axialmente deslocável no cilindro deslizante (26), em continuação axial.Lisboa, 11 de Julho de 1991PELA REQUERENTED-484SISTEMA DE ACCIONAMENTO LINEAR DE COMANDO PNEUMÁTICO PARAMAQUINAS AUTOMATICAS DE SOLDADURA POR PONTOS»Descreve-se um sistema de accionamento linear de comando pneumático para máquinas automáticas de soldaduras por pontos que possui vários êmbolos guiados por uma única biela dispostos em tandem num cilindro, estando o cilindro fechado por um fundo numa das suas extremidades e possuindo na zona da outra extremidade, um anel de guiamento em que penetra a biela, havendo sempre entre os dois êmbolos vizinhos um fundo intermédio resistente em que penetra a biela, de forma a que o cilindro esteja separado em, pelo menos, três câmaras de compressão.
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