DE60109639T2

DE60109639T2 - Vorrichtung zur herstellung von filterpatronen und verfahren zur verwendung derselben

Info

Publication number: DE60109639T2
Application number: DE60109639T
Authority: DE
Inventors: J. Gary OSTERFELD; G. Gary PARENT
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2000-11-09
Filing date: 2001-11-08
Publication date: 2006-02-09
Anticipated expiration: 2021-11-09
Also published as: ATE291477T1; BR0115255A; US7255760B2; JP2004516926A; WO2002038243A2; US6817466B2; EP1337303A2; EP1337303B1; WO2002038243A3; DE60109639D1; US20050061618A1; US20020124937A1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Filterpatronen zur Verwendung beim Filtern von Fluida. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, wie beschrieben wurde, bei welcher zwei Endkappen mittels einer automatisierten Vorrichtung gleichzeitig und präzise an entgegengesetzten Enden eines Filterelements angeordnet werden.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Viele Vorrichtungen sind zur Verwendung beim Handhaben von Materialien bekannt. Zu Beispielen für einige bekannte Materialhandhabungsvorrichtungen zählen US-Patent Nr. 4,569,628, 4,650,234, 4,802,816, 4,811,834, 5,481,794 und 5,145,388.
Bestimmte filterbildende Maschinen werden von Midmac Systems, Inc. in Saint Paul, MN, vertrieben und im Internet unter http://www.midmac.com/FilterTech.htm ausgestellt und beworben.
Zu Beispielen für einige bekannte Patente, welche die Herstellung von Filtern betreffen, gehören US-Patent Nr. 2,739,916, 3,164,506, 3,306,794, 3,948,712, 4,626,307, 4,747,816, 5,028,330 und 5,698,059.
Das US-Patent Nr. 1,433,251 betrifft eine Maschine zum Einfügen von Endverschlüssen in Dosenkörper. Insbesondere bedient sich die Maschine eines Plungerkolbens, um eine Scheibe in ein Ende eines Dosenkörpers zu bewegen.
Die internationale Patentanmeldung Nr. WO 86/05443 betrifft einen Stopfenapplikator für das Anbringen von Stopfen in den beiden Endöffnungen von rohrförmigen Hülsen. Der Stopfenapplikator bedient sich eines Plungerkolbens, um einen Stopfen in ein Ende einer rohrförmigen Hülse zu bewegen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung zum Anordnen einer Endkappe an einem zylindrischen Werkstück vor, wie sie in Anspruch 1 beschrieben ist.
Das Führungsglied ist in einer festen Beziehung zu der stationären Stützbasis befestigt und vorgesehen, um eine Bewegung des Einsetzapplikators zu führen. Das Führungsglied weist eine darin ausgebildete Führungsrille auf, wobei die Führungsrille eine Rampe definiert.
Die Schubstange ist vorgesehen, um den Einsetzapplikator in Bezug auf die Stützbasis vorzuschieben, und ist darauf verschiebbar.
Der Einsetzapplikator umfasst eine rückwärtige Platte, und die rückwärtige Platte weist ein unteres Ende auf, welches an einer Schwenkverbindung funktionsfähig schwenkbar an der Schubstange befestigt ist. Ein unterer Teil der rückwärtigen Platte weist daran einen dreieckigen Flansch auf, welcher im Wesentlichen quer zu der rückwärtigen Platte verläuft. Der dreieckige Flansch weist daran befestigt einen Pfosten auf, welcher von der Schwenkverbindung beabstandet ist, und der Pfosten gleitet in der Führungsrille des Führungsgliedes. Vorzugsweise weist der Pfosten daran ein Lager auf, um seine Gleitbewegung entlang der Rampe zu erleichtern. Wenn die Schubstange den Einsetzapplikator vorwärtsbewegt, bewegt sich der Pfosten die Rampe des Führungsgliedes hoch.
Der Einsetzapplikator umfasst weiterhin eine Einspann vorrichtung, die eine Mehrzahl von einstellbar beweglichen bogenförmigen Segmenten aufweist, welche zusammenwirken, um dazwischen einen kreisförmigen Hohlraum zu definieren. Jedes der Segmente der Einspannvorrichtung ist radial und hin- und hergehend beweglich weg von und hin zu dem Mittelpunkt des kreisförmigen Hohlraumes, der durch die Segmente definiert wird.
Eine geradlinige Einwärtsbewegung der Schubstange von einer ersten Position zu einer zweiten Position davon zwingt den Einsetzapplikator, sich auf Grund der Schwenkverbindung dazwischen mit der Schubstange mitzubewegen. Demnach bewegt eine Einwärtsbewegung der Schubstange den Einsetzapplikatorpfosten die Rampe des Führungsgliedes hoch und schwenkt dadurch den Einsetzapplikator um die Schwenkverbindung. Diese Bewegung bewirkt, dass sich der Einsetzapplikator aus einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung in eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung davon bewegt, und falls die Einsetzapplikator-Einspannvorrichtung eine Endkappe darin aufweist, wird die Endkappe auf dieselbe Weise bewegt.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung der Erfindung ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Endkappenapplikator von dem beschriebenen Typ, die im Wesentlichen identisch sind und in einer spiegelbildlichen Anordnung einander zugewandt ausgerichtet sind. Das Einbinden von zwei Applikatoren ermöglicht, dass die Vorrichtung zwei Endkappen an entgegengesetzten Enden eines im Wesentlichen zylindrischen Filterelements gleichzeitig anordnet.
Bei dieser bevorzugten Anordnung können die entgegengesetzten Schubstangen durch zwei elektronisch synchronisierte Servomotoren, die durch eine rechnergestützte Steuerung betrieben werden, gleichzeitig aktiviert und in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden. Die Servomotoren bewegen die entgegengesetzten Schubstangen in voneinander entgegengesetzte Richtungen.
Für ein umfassenderes Verstehen der vorliegenden Erfindung wird der Leser auf die folgende ausführliche Beschreibung verwiesen, deren Lektüre in Zusammenschau mit den beiliegenden Zeichnungen erfolgen sollte. In der gesamten folgenden ausführlichen Beschreibung und in den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine vereinfachte Draufsicht einer Montagestraße gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Endkappenanbringstation, welche auch ein Teil der Montagestraße aus 1 ist, und zeigt auch eine Induktionsheizvorrichtung;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Abladestation, welche ein anderer Teil der Montagestraße aus 1 ist;
4 ist eine Seitenansicht der Abladestation aus 3;
5 ist eine Seitenansicht einer Klebstoffspendervorrichtung;
6A ist eine Seitenansicht einer Einsetzapplikatorbaugruppe, welche ein Teil der Endkappenanbringstation aus 2 ist, und zeigt die Ausrichtung davon zu einem ersten Zeitpunkt;
6B ist eine 6A ähnliche Seitenansicht, welche die Ausrichtung des Einsetzapplikators zu einem zweiten Zeitpunkt, der dem aus 6A nachfolgt, zeigt;
6C ist eine Unteransicht der Einsetzapplikatorbaugruppe aus 6A–6B.
6D ist eine Draufsicht einer ringförmigen Einspannvorrichtung, welche ein Teil der Einsetzapplikatorbaugruppe aus 6A–6C ist;
6E ist eine Draufsicht einer hohlen Endkappe, welche in die Einspannvorrichtung von 6D passt;
7 ist eine Seitenansicht der Anbringstation aus 2 und zeigt eine nebeneinandergestellte progressive Zeitrafferabfolge von Positionen der beiden entgegengesetzten Endkappeneinsetzapplikatoren; und
8 ist eine Seitenansicht der Abladestation aus 3–4.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Nunmehr auf die Zeichnungen Bezug nehmend wird in 1 eine Übersicht einer Montagestraße, die allgemein mit 10 bezeichnet ist, aus einer Vogelperspektive dargestellt. Die Montagestraße aus 1 wird gemäß einem Prozess betrieben, der eine Reihe sequenziell ausgeführter Schritte umfasst. Die in der Zeichnung dargestellte Montagestraße 10' wird zum Zusammenbauen von Fluidfilterpatronen 17 (3) bereitgestellt. Die Filterpatronen 17 werden ihrerseits als Komponenten bei der Herstellung von Schraubölfilterbaugruppen verwendet, wobei die Patronen in hohlen Gehäusen untergebracht werden.
Jede Filterpatrone 17 umfasst ein poröses Filterelement 20, welches ein mittiges Rohr darin aufweist, und zwei Metall-Endkappen 93, 94, welche an entgegengesetzten Enden des Filterelements mit einem Plastisolklebstoff befestigt werden. Eine erste Endkappe 93 (6E) weist eine hohle Öffnung 95 auf, die mittig dort hindurch ausgebildet ist, und eine zweite Endkappe 94 (2) ist an ihrem mittigen Bereich geschlossen.
Eine Reihe von Spindeln 12 ist im rechten unteren Quadranten von 1 zu sehen. Jede Spindel 12 weist eine zugeordnete Mulde 14 zum Abstützen eines zylindrischen Filterelements 20 von unten auf. (Die Filterelemente 20 wurden in 1 aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung absichtlich weggelassen). Die Spindel 12 und die Mulde 14 bewegen sich zusammen als eine Baugruppe 15 auf einem Endlosschleifen-Zuführförderer 11. Wenngleich es aus zickzackgefalztem Filtermaterial hergestellt ist, ist jedes Filterelement 20 im Wesentlichen in der Gestalt eines hohlen Zylinders hergestellt und einem mit Löchern versehenen mittigen Rohr zum Verstärken der Anordnung in der Mitte davon zugeordnet.
Nunmehr auf 1 Bezug nehmend bewegt sich die Spindel/Mulden-Baugruppe 15 seitlich auf dem Zuführförderer 11 und transportiert das Filterelement 20 hinüber hin zu einer Greiferbaugruppe 30, welche sich zunächst in einer offenen Konfiguration befindet, um das Filterelement aufzunehmen. Die Greiferbaugruppe 30 sieht eine Handling- und Übergabevorrichtung für ein zylindrisches Werkstück, beispielsweise das Filterelement 20, vor.
Ein Schaufelarm 16 schiebt das Filterelement 20 und das zugeordnete mittige Rohr 22 aus der Mulde 14, durch eine halbrohrförmige Führungsbuchse 19 und in eine nach oben gekrümmte untere Backe 34 der Greiferbaugruppe 30. Ein rechnergesteuerter Servomotor 25 aktiviert den Schaufelarm 16, um das Filterelement 20 eine gemessene Strecke vorwärts zu schieben, wodurch es durch die Führungsbuchse 19 und in die untere Backe 34 der Greiferbaugruppe bewegt wird, um das Element dadurch darin zu zentrieren.
Ein einstellbares Anschlagglied 50 kann wahlweise ebenfalls bereitgestellt werden, um den Weg, welchen sich das Filterelement 20 von der Führungsbuchse 19 vorwärts bewegen kann, zu begrenzen.
Der Schaufelarmservomotor kann programmiert werden, um auf Knopfdruck einen anderen Hubweg für ein Filterelement von einer anderen Größe zu schieben.
Die Greiferbaugruppe 30 ist eine aus einer Reihe von untereinander verbundenen Greiferbaugruppen, welche im Wesentlichen miteinander identisch sind. Die mehreren Greiferbaugruppen 30 sind an einem Transportförderer 33 angebracht (1, 4). Der Transportförderer 33 ist ein Kettenschleifenförderer, der kontinuierlich umläuft, mit Pausen an den einzelnen Arbeitsstationen.
Die gegenüberliegenden Backen einer einzelnen Greiferbaugruppe 30 befinden sich während des Aufnehmens eines Werkstücks zunächst in einer ersten horizontalen Ausrichtung davon, werden jedoch dann um 90 Grad in die vertikale Ausrichtung gedreht, welche in 2 dargestellt ist, wobei die Spitzen der Fortsätze nach oben weisen, während sich die Greiferbaugruppe weiterbewegt. Später im Montageprozess dreht sich die Greiferbaugruppe 30 zum Übergeben des Werkstückes an eine Ablegestation 100 wieder um 90 Grad in eine zweite horizontale Ausrichtung davon, welche in 3–4 dargestellt ist. Nach dem Ablegen fährt jede der geschlossenen Greiferbaugruppen 30 entlang der Unterseite des Transportförderers 33 zu dem Punkt zurück, an dem sie ein neues Filterelement 20 von dem Zuführförderer 11 entgegennimmt, um den Zyklus neuerlich zu beginnen. Drei der oben beschriebenen primären Ausrichtungen der Greiferbaugruppe 30 sind in 4 zu sehen.
DIE ENDKAPPEN
Nachdem das Filterelement 20 sicher erfasst wurde, bewegt die Greiferbaugruppe 30 das Filterelement dann über den Transportförderer 33 zu einer Endkappenmontagestation, welche in 2 dargestellt ist, wo die beiden Endkappen gleichzeitig an entgegengesetzten Enden des Filterelements angeordnet werden. Diese gleichzeitige Anordnen ist in 7 dargestellt.
In 2 ist nur die zweite Endkappe 94 dargestellt, jedoch sieht die erste Endkappe 93 der zweiten Endkappe in der Zeichnung im Wesentlichen ähnlich, abgesehen davon, dass der mittige Abschnitt der ersten Endkappe eine hohle Öffnung 95 (6E) aufweist, welche durch den mittigen Abschnitt davon ausgebildet ist und für das richtige Funktionieren der Filterpatronenbaugruppe 17 erforderlich ist. Es versteht sich daher, dass die folgende Beschreibung der zweiten Endkappe 94 auch für die erste Endkappe 93 gilt, mit dem einzigen Unterschied, dass die erste Endkappe 93 eine in der Mitte angeordnete hohle Öffnung 95 darin aufweist, von ihrem inneren Kantenabschnitt radial einwärts.
Bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung werden die Endkappen vorzugsweise aus Metall hergestellt. Jede Endkappe 93, 94 weist einen kreisförmigen Umriss auf, welcher in der Draufsicht aus 3 zu sehen ist, und umfasst eine abgeflachte O-förmige Basis 96 und eine innere und eine äußere Seitenwand 97, 98, die einstückig mit der Basis ausgebildet sind und sich davon nach außen und im Wesentlichen quer dazu erstrecken. Gemeinsam bilden die Basis 96 und die Kantenabschnitte 97, 98 eine ringförmige Tasse und definieren einen hohlen Behälter 99 dazwischen, zum Aufnehmen einer bemessenen Menge Klebstoff und zum Aufnehmen eines peripheren Endes des Filterelements 20 darin.
An einem Ort, der von dem Bereich, an dem die Greifer baugruppe das Filterelement 20 aufnimmt, beabstandet ist, lädt eine Bedienperson einzelne Endkappen in einen gurtgetriebenen Zuführförderer 23 (1), welcher die Endkappen sequenziell einem Drehschalttisch 200 übergibt. Der gurtgetriebene Zuführförderer bedient sich zweier paralleler Endlosschleifengurte, die auf zwei Paaren von voneinander beabstandeten Rollen laufen, um die Endkappen in die gewünschte Richtung zu bewegen.
Gesonderte und gleichzeitig betriebene Endkappen-Zuführstraßen 27, 29 (1) sind für jede Art von Endkappe 93, 94 vorgesehen. Die Endkappen werden mechanisch nacheinander auf die Zuführförderer 23 aufgelegt, wobei die Endkappenöffnungen 99 nach oben weisen.
Die verschiedenen Stufen bei der gleichzeitigen Behandlung von zwei Endkappen 93, 94 auf einem parallelen Satz von Förderern, Drehschalttischen 200 und Einsetzapplikatoren 220 sind auf beiden Endkappenzuführstraßen 27, 29 (1) im Wesentlichen identisch, abgesehen von der endgültigen Ausrichtung der jeweiligen Einsetzapplikatoren, welche Spiegelbilder voneinander sind, wie aus 7 hervorgeht. Demzufolge ist hier eine Beschreibung der Endkappenbewegung entlang nur einer der beiden Zuführförderer erforderlich, und es versteht sich, dass jeder Arbeitsgang zugleich hinsichtlich einer zweiten Endkappe mittels eines entsprechenden zweiten Systems von gleicher Bauart durchgeführt wird.
Es ist auch erwähnenswert, dass sich die Endkappen 93, 94 ihre jeweiligen Förderer 23 entlangbewegen und dann ihren jeweiligen Einsetzapplikatoren übergeben werden, zu demselben Zeitpunkt, zu dem das Filterelement durch die Greiferbaugruppe aufgenommen und der Anbringstation übergeben wird. Die mit Klebstoff gefüllten Endkappen und das Filterelement kommen an der Anbringstation zusammen, wie nachstehend beschrieben wird.
DER ABGABEVORGANG
Die Endkappen bewegen sich auf dem Förderer zu einem rotierenden kreisförmigen Revolverteller 202 eines Drehschalttisches 200, wo sie mit ungehärtetem Plastisolharz (nicht dargestellt) gefüllt werden.
Der Drehschalttisch 200 weist vier identische Öffnungen 204 auf, die in seinem Revolverteller 202 ausgebildet sind, und zu jedem beliebigen Zeitpunkt werden nur jeweils drei dieser Öffnungen im Montageprozess verwendet.
Zunächst führt der Zuführförderer 23 eine Endkappe 93 dem Revolverteller 202 für die erste Aufnahme zu. Die Öffnung 204 des Revolvertellers 202 ist mit einem Gesims 206 zum Unterstützen der Ablage einer Endkappe darauf versehen, und der Zuführförderer 23 führt eine Endkappe in die Öffnung und auf die obere Seite des Gesimses.
Der Revolverteller 202 dreht sich dann um 90 Grad durch eine horizontale Ebene, um die Endkappe zu einer Befüllstation 210 (5) zu bewegen.
An der Befüllstation 210 hebt ein lineares Stellglied die Endkappe vorübergehend von dem Revolverteller 202 ab. Einer Spendereinrichtung 211 werden selektiv bemessene Chargen von Plastisolklebstoff zugeführt, unter geregelten Druckbedingungen, durch einen Klebstofffließkreis. Der Fluss des Klebstoffes wird durch Freigeben und Sperren eines elektrisch gesteuerten Magnetventils exakt geregelt.
Die Endkappe wird von dem Revolverteller mittels eines linearen Stellglieds abgehoben, welches darauf einen Drehtisch aufweist. Der Klebstofffluss beginnt, wenn die Endkappe das Niveau einer Spenderdüse 212 erreicht. Jede funktionsfähige Endkappe wird einzeln auf dem Drehtisch um ganze 360 Grad gedreht, während der Revolverteller unter der Endkappe an Ort und Stelle gehalten wird, und eine Spenderdüse 212 gibt exakt die benötigte Menge von Plastisol in diese ein. Nach einer vollen Umdrehung wird der Fluss durch die Düse 212 gestoppt, und das lineare Stellglied wird eingefahren und ordnet die Endkappe wieder in der Öffnung des Revolvertellers 202 an.
Wenn die Endkappe mit der richtigen Menge Plastisol gefüllt worden ist, dreht sich der Revolverteller um weitere 90 Grad, und ein 'Schwingbalken' nimmt dann die befüllte Endkappe von dem Drehschalttisch ab und ordnet die Endkappe in einer Haltevorrichtung an, welche in 2 als die Endkappe 94 haltend dargestellt ist.
EINSPANNVORRICHTUNG
Die im Wesentlichen ringförmige Einspannvorrichtung 222 (4) umfasst einen zylindrischen Körper, der an der Applikatorplatte befestigt ist, und einen kreisförmigen Kragen, der an dem zylindrischen Körper beweglich angebracht ist. Der kreisförmige Kragen setzt sich aus drei einzelnen bogenförmigen Segmenten 224, 226 bzw. 228 zusammen, welche an der zylindrischen Basis beweglich befestigt sind. Jedes der bogenförmigen Segmente 224, 226, 228 kann hin- und hergehend und radial bewegt werden, in Bezug auf den Mittelpunkt der Einspannvorrichtung, in Richtung der zweiköpfigen Pfeile, die in 6D dargestellt sind. Jedes Segment der Einspannvorrichtung ist im Wesentlichen mit den anderen Segmenten identisch, und wenn sie in Berührung Kante an Kante miteinander eng zusammen bewegt werden, definieren die drei Segmente 224, 226, 228 dazwischen einen kreisförmigen Hohlraum zum Aufnehmen einer Endkappe 93 darin. Der kreisförmige Kragen umfasst eine sich einwärts verjüngende innere Kante 225 zum zwangs weise Drücken der äußersten peripheren Kante des Filterelements einwärts, wenn sich der Kragen dort vorbeibewegt. Die sich verjüngende innere Kante 225 ist vorgesehen, um zu gewährleisten, dass der gesamte Umfang der peripheren Kante in den hohlen Endkappenbehälter passt, innerhalb der äußeren Seitenkante der Endkappe.
Die Endkappenanbringstation 230 umfasst eine stationäre Stützbasis 232 und ein Führungsglied 234, welches fest an der stationären Stützbasis befestigt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Führungsglied 234 ein Paar paralleler, gegenüberliegender, im Wesentlichen vertikaler Führungsplatten, einer ersten 236 bzw. einer zweiten 238. Jede der Führungsplatten 236, 238 weist darin ausgebildet eine jeweilige Führungsrille 239, 240 auf. Die Führungsrillen 239, 240 weisen einwärts zueinander und sind der Gestalt und Größe nach im Wesentlichen ähnlich. Jede der Führungsrillen 239, 240 definiert darin eine Rampe, beispielsweise die unter 242 dargestellte.
Einschlägig versierte Fachleute werden erkennen, dass eine äquivalente alternative Bauform mit gegenüberliegenden keilförmigen Rampen (nicht dargestellt) an Stelle der Führungsplatten der dargestellten Ausführungsform hergestellt werden könnte und dass derartige Rampen, so sie verwendet werden, im Wesentlichen dasselbe Resultat auf im Wesentlichen dieselbe Weise erzielen würden.
Wie am besten aus 6 zu ersehen ist, ist bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Führungsrille 240 in einer in die Länge gezogenen Gestalt eines geraden oder umgekehrten "S" ausgebildet, wie dargestellt ist. Diese bevorzugte Führungsrillenkonstruktion umfasst an ihrem untersten Teil einen im Wesentlichen horizontalen ersten Abschnitt 244; einen zweiten Abschnitt 245, der in einem Winkel in Bezug auf den ersten Abschnitt angeordnet ist und der die Rampe 242 an der unteren Oberfläche davon definiert; und einen im Wesentlichen horizontalen dritten Abschnitt 246 am oberen Teil der Rille.
Die Führungsrillen erzeugen sowohl die geradlinige Bewegung als auch die Drehbewegung der Einsetzapplikatorbaugruppe 220 mittels nur einer Bewegungsachse. Der längliche obere horizontale dritte Abschnitt 246 der Führungsrille ist für verschiedene Filtergrößen geeignet, ohne eine mechanische Umschaltung des Führungsgliedes 234 zu erfordern. Dies wurde im gegenüber den zuvor bekannten Baugruppen zum Vorsehen einer kombinierten geradlinigen Bewegung und Drehbewegung erheblich vereinfacht.
Eine Schubstange 250 ist oberhalb der Stützbasis 232 der Anbringstation 230 angeordnet, und die Schubstange ist in Bezug auf die stationäre Stützbasis geradlinig und hin- und hergehend verschiebbar. Ein Servomotor 252 ist vorgesehen, um die Schiebebewegung der Schubstange 250 anzutreiben. Die Schubstange 250 weist daran befestigt, an ihrem oberen Ende, eine Antriebsplatte 254 auf. Die Antriebsplatte 254 weist einen einstückig befestigten Abstandhalter 256 daran befestigt und sich daran nach oben erstreckend auf, und der Abstandhalter weist eine Achswelle 257 auf, welche horizontal dort hindurch verläuft, um eine Schwenkverbindung zwischen der Antriebsplatte und einer rückwärtigen Platte 260 eines Einsetzapplikators 220 vorzusehen, wie unten ausführlicher beschrieben wird.
DER EINSETZAPPLIKATOR
Bei der in 2 dargestellten Anbringstation ist ein Einsetzapplikator 220 zum Anordnen einer Endkappe 94 an einem Ende des Filterelements 20 bereitgestellt. Wie zuvor angeführt wurde und in 13 dargestellt ist, ist ein Einsetzapplikator für jede Endkappe 93, 94 bereitgestellt. Die Antriebsplatte 254 kann als Teil des Einsetzapplikators 220 angesehen werden. Der Einsetzapplikator 220 umfasst eine rückwärtige Platte 260, welche über die Achswelle 257 schwenkbar an der Antriebsplatte 254 befestigt ist, mittels eines hohlen Durchgangs, der durch geeignete Abschnitte davon ausgebildet ist. Wenngleich die rückwärtige Platte 260 aus einer flachen Position in eine aufrechte vertikale Position bewegt werden kann, wie in 12 dargestellt ist, wird aus Gründen der Zweckmäßigkeit die rückwärtige Platte in ihrer in 2 dargestellten aufrechten Ausrichtung beschrieben. Es versteht sich, dass die relativen deskriptiven Begriffe für die verschiedenen Teile der rückwärtigen Platte 260 verwendet werden, um die Erfindung zu veranschaulichen, und nicht, um diese einzuschränken.
Die rückwärtige Platte 260 weist einen oberen Teil 262 auf, der wie ein großes "D" geformt ist, das gewendet wurde, um auf seiner flachen Kante zu liegen, und einen unteren Teil, der funktionsfähig schwenkbar an der Antriebsplatte 254 an einer Schwenkverbindung 255 befestigt ist. Der untere Teil der rückwärtigen Platte 260 besteht aus zwei Beinen 264, 266, welche mit dem oberen Teil 262 einstückig ausgebildet sind und sich von dort an entgegengesetzten Seiten davon nach unten erstrecken. Jedes der Beine 264, 266 weist einen Querflansch 268, 270 auf, der daran befestigt ist und sich daran nach vorne erstreckt, und der vordere Teil jedes Flansches weist eine darin ausgebildete zylindrische Bohrung auf, welche dort hindurch die Achswelle 257 aufnimmt, um die rückwärtige Platte 260 schwenkbar an dem oberen Ende des Antriebsplattenabstandhalters 256 anzubringen.
An der Basis der rückwärtigen Platte 260 weist jedes der Beine 264, 266 eine jeweilige Nockenstößellagerbaugruppe 265, 267 auf, die an einem inneren Kantenabschnitt des Querabstandhalters 256 befestigt ist, welcher von der Schwenkverbindung 255 und von der Achswelle 257 beabstandet ist. Die Laufbahnen der Nockenstößellagerbaugruppen 265, 267 sind auf den Rampen der jeweiligen Führungsglieder aufliegend wie in 2 dargestellt angeordnet.
Aus dem Vorhergesagten und aus einer Prüfung der relevanten Zeichnungen wird zu erkennen sein, dass, wenn die Schubstange 250 die Einsetzapplikatorbaugruppe 220 einwärts drückt, die Nockenstößellagerbaugruppen 265, 267 die jeweiligen Rampen der Führungsrillen 239, 240 nach oben gleiten und dadurch die rückwärtige Platte 260 um die Schwenkverbindung 255 (definiert durch die Achswelle 257, welche den vertikalen Antriebsplattenvorsprung 256 mit der rückwärtigen Platte 260 an den Querflanschen 268, 270 verbindet) schwenken. Dies bewirkt, dass sich die rückwärtige Applikatorplatte 260 von einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung in eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung davon bewegt.
Die oben beschriebene Anordnung des Einsetzapplikators 220 ermöglicht, dass dieser eine Endkappe 94 zuverlässig und reproduzierbar am Ende eines Filterelementes 20 mit einem hohen Maß an Präzision, Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit einsetzt, um eine standardisiertere Filterpatronenbaugruppe vorzusehen, als bislang möglich war.
7 stellt verschiedene Positionen der beiden entgegengesetzten Einsetzapplikatoren 219, 220 dar, wenn sich diese zum gleichzeitigen Einsetzen der Endkappen 93, 94 an dem Filterelement 20 hinbewegen. Zwischenpositionen der Applikatoren sind gestrichelt dargestellt. Die Endkappen 93, 94 wurden in 7 aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung weggelassen.
Sobald die beiden Endkappen 93, 94 an entgegengesetzten Enden des Filterelements 20 eingesetzt wurden, wird die Endkappeneinspannvorrichtung 222 aktiviert, um die Segmente radial nach außen zu bewegen, um die Endkappen daraus freizugeben. Die entgegengesetzten Schubstangen werden dann durch Aktivieren von zwei synchronisierten Servomotoren, die mit Gewindewellen verbunden sind, welche durch die Schubstangen verlaufen, eingefahren, um die Einsetzapplikatoren 219, 220 in deren horizontale Ausrichtung zurückzubewegen, wo diese die nächsten beiden Endkappen 93, 94 aufnehmen können.
Auf Grund des thixotropen Wesens von ungehärtetem Plastisolklebstoff kommt es in dem kurzen Zeitraum zwischen der Anordnung der Endkappe an dem Filterelement und dem Vorhärtungsvorgang zu keinem erheblichen Problem mit dem Fluss von ungehärtetem Klebstoff innerhalb der Endkappe nach unten.
VORHÄRTUNG
Nachdem die Endkappen 93, 94 an dem Filterelement 20 eingesetzt wurden, bewegt der Transportförderer 33 die Greiferbaugruppe 30 zu einer Vorhärtungsstation vor, wo sie zwischen zwei Induktionsheizbaugruppen angeordnet wird, welche elektromagnetische Feldgeneratoren (EMF-Generatoren) umfassen.
Dieser Vorhärtungsschritt ist aus mehreren Gründen von Bedeutung. Er fixiert die Position der Endkappen 93, 94 in Bezug auf das Papierelement 20, und diese relative Positionierung bleibt bis zum Fertigprodukt bestehen.
Zweitens stoppt die Vorhärtung die Fließbewegung von ungehärtetem Plastisol innerhalb der Endkappen und gewährleistet dadurch eine gute Abdichtung der Enden rund um das Filterelement. Dies erhöht die Effizienz und reduziert Ausschuss.
Drittens ermöglicht die kurze Dauer der Vorhärtung eine erhöhte Produktivität und höhere Filterproduktions mengen in einem bestimmten Zeitraum.
DREHUNG VON HORIZONTAL NACH VERTIKAL UND ÜBERGABEMECHANISMUS
Nachdem die Vorhärtung fertiggestellt wurde, führt die Greiferbaugruppe 30 die vorgehärtete Filterpatronenbaugruppe nach unten zu einem Ablagepunkt, wo die Greiferbaugruppe geöffnet wird, um den Filter in einen Übergabemechanismus abzulegen, zum Übergeben des Filters an eine Härtungsstraße.
Nach Fertigstellung der Vorhärtung befördert die einzelne Greiferbaugruppe 30 das Filterelement nach unten zu einer Ablegestation 100, welche in 3 dargestellt ist, wo die Greiferbaugruppe 30 geöffnet wird, um das Werkstück abzulegen. Dies wird durch den Transportförderer 33 bewerkstelligt, welcher die Greiferbaugruppe 30 an einer stationären Nocke 85 vorbeibewegt, welche an einer Platte 87 befestigt ist, wie in 3 gestrichelt dargestellt ist. Wenn sich die Greiferbaugruppe 30 an der stationären Nocke 85 vorbeibewegt, drückt die stationäre Nocke auf das Nockenstößellager 88 der Greiferbaugruppe 30. Dieser Druck bewegt den äußeren Käfig 52 einwärts zu der Basisplatte des inneren Käfigs, welcher auf das Querglied 78 drückt, um die innere Feder 48 der Baugruppe zusammenzudrücken. Gleichzeitig bewegt der Einwärtsdruck auf den äußeren Käfig 52 die Nockenstößellager 62, 63 auf den Gelenkabschnitten in Bezug auf den inneren Käfig 46 einwärts, während der Drehzapfen im inneren Käfig fix gehalten wird. Dadurch werden die Backen aufgezwängt, wodurch die Filterpatrone 17 daraus freigegeben wird.
Wenn sich die Backen der Greiferbaugruppe öffnen, wird die Filterpatrone 17 in ein Pendelglied 102 abgeworfen. Das Pendelglied weist zwei entgegengesetzte Y-förmige Wiegen 104, 106 auf, welche an entgegengesetzten Enden eines Joches 105 schwenkbar befestigt sind. Wenn sie durch einen Motor oder ein anderes Antriebsmittel aktiviert werden, schwenken die Y-förmigen Wiegen 104, 106 gemeinsam seitwärts, auf koordinierte Weise, um die Filterpatrone 17 in eine abgedeckte Tasse 110 zu übergeben. Die abgedeckte Tasse 110 ist um einen 90-Grad-Bogen schwenkbar, aus einer horizontalen Ausrichtung, die in durchgezogenen Linien dargestellt ist, in eine vertikale Ausrichtung davon, die in 8 gestrichelt dargestellt ist. Wenngleich die abgedeckte Tasse auf diese Weise beweglich ist, wird sie aus Gründen der Zweckmäßigkeit zunächst in ihrer horizontalen Ausrichtung, die in 3 dargestellt ist, beschrieben, samt der Klarstellung, dass sie aus dieser Ausrichtung wegbewegt werden kann.
Die abgedeckte Tasse 110 umfasst einen Basistassenabschnitt 112, welcher einen im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt aufweist, und wobei ein Schlitz in dem Mittelpunkt davon ausgebildet ist, wo die Seiten des Basistassenabschnitts zusammentreffen. Der Schlitz erstreckt sich über die Hälfte der Länge des Basistassenabschnitts 112. Ein erstes Ende des Basistassenabschnitts 112 ist über eine Schwenkverbindung 121 schwenkbar an einem festen Stützrahmen 114 befestigt, um eine Schwenkbewegung der abgedeckten Tasse relativ zu dem Stützrahmen zu gestatten. Ein zweites Ende des Basisglieds trägt einen einstückig befestigten Gegenhalter 116 der abgedeckten Tasse, welcher sich von der Basistasse wie dargestellt aufwärts erstreckt. Am oberen Ende des Gegenhalters 116 erstreckt sich eine Abdeckplatte 118 davon nach außen, von dem Gegenhalter 116 oberhalb des Basistassenabschnitts 112, um der Filterpatrone 17 verstärkte Abstützung zu bieten, wenn sie aus einer vertikalen Ausrichtung in eine horizontale Ausrichtung davon gedreht wird.
Ein ausfahrbares Kolbenglied 120 erstreckt sich zwischen dem festen Stützrahmen 114 und der Unterseite des Basistassenabschnitts 112, wo das Kolbenglied mit einer schwenkbaren Verbindung befestigt ist. Es wird zu erkennen sein, dass, wenn das Kolbenglied 120 ausgefahren wird, es die abgedeckte Tasse 110 dazu veranlasst, sich um 90 Grad um die Schwenkverbindung 121 in die in 15 gestrichelt dargestellte Position zu drehen. Dies ermöglicht, dass die Filterpatrone 17 aus der abgedeckten Tasse herausfällt, in einer vertikalen Ausrichtung davon, auf ein Förderband, welches die Patrone zu einem Endhärtungsofen befördert, wo der Klebstoff ausgehärtet wird, um die Endkappen 93, 94 dauerhaft in ihrer Position auf dem Filterelement 20 zu fixieren.

Claims

Vorrichtung zum Anordnen einer kreisförmigen Endkappe (94) an einem zylindrischen Werkstück (20), wobei die Vorrichtung eine stationäre Stützbasis (232) umfasst, wobei die Vorrichtung weiterhin gekennzeichnet ist durch: ein Führungsglied (234), welches fest an der stationären Stützbasis (232) befestigt ist, wobei das Führungsglied eine Rampe (242) umfasst; eine bewegliche Schubstange (250), die oberhalb der stationären Stützbasis (232) angeordnet ist, wobei die Schubstange (250) in Bezug auf die stationäre Stützbasis (232) geradlinig und hin- und hergehend beweglich ist; einen Abstandhalter (256), der betriebsfähig an der Schubstange (250) zur gleichzeitigen Bewegung damit befestigt ist; einen Einsetzapplikator (220), der betriebsfähig mit dem Abstandhalter (256) gekoppelt ist, umfassend eine rückwärtige Platte (260), die einen ersten oder oberen Teil (262) und einen zweiten oder unteren Teil (264, 266) umfasst, wobei der erste und der zweite Teil (264) eine vordere und eine rückwärtige Seite aufweisen; einen Flansch (268, 270), der an dem zweiten Teil (264, 266) der rückwärtigen Platte (260) an der vorderen Seite befestigt ist, wobei der Flansch (268, 270) schwenkbar an dem Abstandhalter (256) an einer Schwenkverbindung (255) distal von der rückwärtigen Platte (260) befestigt ist; eine Nockenstößellagerbaugruppe (265), die funktionsfähig an dem Flansch (268, 270) distal von der Schwenkverbindung (255) befestigt ist, wobei die Nockenstößellagerbaugruppe (265) auf der Rampe (242) des Führungsgliedes (234) aufliegt; eine Endkappeneinspannvorrichtung (222), welche funktionsfähig an der vorderen Seite des ersten Teiles der rückwärtigen Platte (260) befestigt ist, zum Aufnehmen der Endkappe (94), wenn sich die rückwärtige Platte (260) in einer im Wesentlichen horizontalen Position befindet; wobei die Schubstange (250) ausgebildet ist, um den Abstandhalter (256) in eine erste geradlinige Richtung zu bewegen, wobei die Nockenstößellagerbaugruppe (265) ausgebildet ist, um sich als Reaktion auf die geradlinige Bewegung des Abstandhalters (256) die Rampe (242) hochzubewegen, und um die rückwärtige Platte (260) um die Schwenkverbindung (255) aus einer im Wesentlichen horizontalen Position in eine im Wesentlichen vertikale Position zu schwenken, um die Endkappe (94) an der Endkappeneinspannvorrichtung (222) zu dem Werkstück (20) hin zu bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappenggreifvorrichtung (222) eine Mehrzahl bogenförmiger Segmente (224, 226, 228) umfasst, welche zusammenwirken, um dazwischen einen kreisförmigen Hohlraum zu bilden, wenn sie Ende an Ende miteinander in Berührung gebracht werden, wobei jedes der bogenförmigen Segmente (224, 226, 228) in Bezug auf den kreisförmigen Hohlraum radial hin- und hergehend bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der bogenförmigen Segmente (224, 226, 228) eine Rille aufweist, die in einer inneren Oberfläche davon gebildet ist, um einen Endkappenkantenabschnitt aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bogenförmigen Segmente (224, 226, 228) mit sich verjüngenden inneren Kanten versehen sind, um eine Umfangskante des Werkstückes (20) einwärts zu drücken, wenn die Segmente (224, 226, 228) dort vorbeigedrückt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappeneinspannvorrichtung (222) mindestens drei Segmente (224, 226, 228) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch einen Servomotor (252) zum Bewegen der Schubstange (250).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (234) eine erste aufrechte Führungsplatte (238) umfasst, die an dem stationären Stützglied (232) befestigt ist und darin ausgebildet eine erste Führungsrille (240) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Führungsrille (240) einen im Wesentlichen horizontalen ersten Abschnitt (244), einen zweiten Abschnitt (245), der sich in einem Winkel von dem ersten Abschnitt (244) nach oben erstreckt und der dort darunter die Rampe (242) definiert, und einen im Wesentlichen horizontalen dritten Abschnitt (246) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsglied (234) eine zweite aufrechte Führungsplatte (236) umfasst, die an dem stationären Stützglied (232) befestigt ist und darin ausgebildet eine zweite Führungsrille (239) aufweist, welche der ersten Führungsrille (240) zugewandt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsetzapplikator (220) eine Antriebsplatte (254) zur Verbindung mit der Schubstange (250) umfasst, und wobei der Abstandhalter (256) an der Antriebsplatte (254) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappeneinspannvorrichtung (222) ausgebildet ist, um pneumatisch betätigt zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, weiterhin gekennzeichnet durch eine Gewindewelle, welche an dem Servomotor (252) befestigt ist, und wobei die Schubstange (250) mit der Gewindewelle zur Bewegung durch diese schraubbar verbunden ist.
Verfahren zum Anbringen einer Endkappe (94) an einem zylindrischen Filterelement (20), das eine Längsachse aufweist, gekennzeichnet durch die Schritte des: Abstützens eines zylindrischen Filterelements (20) an einem mittigen Abschnitt davon; Ergreifens einer ersten Endkappe (94) mit einer Einspannvorrichtung (222) einer ersten Endkappenanbringvorrichtung (220), wobei die erste Endkappenanbringvorrichtung (220) eine rückwärtige Platte (260) umfasst; Positionierens des Filterelements (20) neben der ersten Endkappenanbringvorrichtung (220); und Schwenkens der rückwärtigen Platte (260) um eine Schwenkverbindung (255), was bewirkt, dass die rückwärtige Platte (260) aus einer im Wesentlichen horizontalen Ausrichtung in eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung davon bewegt wird, um die Endkappe (94) in eine abdeckende Beziehung über ein erstes Ende des Filterelements (20) zu drücken.
Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin gekennzeichnet durch einen Schritt des Anbringens einer zweiten Endkappe an einem zweiten Ende des Filterelements (20) mit einer zweiten Endkappenanbringvorrichtung (219), welche im Wesentlichen der ersten Endkappenanbringvorrichtung (220) ähnlich ist.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass beide Endkappen gleichzeitig an dem Filterelement (20) angebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der bogenförmigen Segmente (224, 226, 228) der Einspannvorrichtung (222) eine sich verjüngende Kante an einer inneren Oberfläche davon umfasst, und wobei die sich verjüngende Kante eine äußere Umfangskante eines Filterelements (20) einwärts drückt, wenn die sich verjüngende Kante an der Filterelement-Außenkante vorbeibewegt wird, wenn die rückwärtige Platte um die Schwenkverbindung (255) geschwenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Endkappenapplikatorvorrichtung (220) einen Flansch (270) umfasst, der an einem unteren Teil der rückwärtigen Platte (260) befestigt ist, und ein Nockenstößellager (265) an dem Flansch befestigt ist und sich darauf auswärts erstreckt, und wobei das Nockenstößellager (265) eine Rampe (242) hochbewegt wird, wenn die rückwärtige Platte (260) um die Schwenkverbindung (255) geschwenkt wird.