用于制动加工元件的设备的制作方法

本发明涉及一种用于制动加工元件的制动单元，特别是用于制动诸如螺钉、钉子或铆钉的连接件的制动单元。

背景技术：

1、这种设备通常是已知的，并且例如在包括自动螺钉输送的螺钉系统中使用，以使得例如借助于压缩空气输送的螺钉在与螺钉工具接合之前被停止。

2、在简单的设备中，被输送的螺钉的制动是借助于将刚性的金属滑块推入输送通道中以完全阻挡螺钉而实现的。这里的问题是，当撞击金属滑块时，螺钉的尖端可能会被损坏。此外，当螺钉撞击金属滑块时，可能会从螺钉或金属滑块上脱落颗粒或碎屑，这些颗粒或碎屑随后被运送到拧紧点，这在对工作条件的清洁度有较高要求的情况下是特别不期望的。

3、因此，另一种已知的设备提供了一种包括大量可弹性变形的刷毛作为制动元件的刷子。由此可以轻轻地使螺钉制动。

4、然而，这种变体的缺点在于，待制动的螺钉在较高的输送速度下对刷毛造成了较强的负荷，并由此使制动器的使用寿命相对较短。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点并提供一种制动单元，该制动元件即使在高输送速度下也能轻轻地制动加工元件(例如螺钉)，并且在这方面具有高的耐用性。

2、该目的通过具有权利要求1的特征的制动单元而得以实现。

3、制动单元用于制动加工元件，特别是连接件，例如螺钉、铆钉元件或钉子。制动单元为加工元件形成引导通道。引导通道具有引导通道入口和引导通道出口。为了制动加工元件，引导通道具有至少一个弯曲段。弯曲段用于将离心力施加到沿着引导通道移动的、待制动的加工元件上。离心力使加工元件被压靠在弯曲段的内周表面的外弧线区域(bereich)上。至少一个弯曲段被构造为，例如根据其曲率类型、其在内周表面的状况、其在输送方向上的长度和/或其他特性，通过引导通道的内周表面和加工元件之间的摩擦来制动加工元件，使得加工元件在引导通道入口和引导通道出口之间损失加工元件的动能的至少50％。

4、本发明基于这样的构思，即，提供一种制动单元，该制动单元利用在弯曲引导通道区段的内周表面处的离心力引起的摩擦对加工元件起到决定性的制动作用。因此，引导通道的弯曲段用作制动器。测试表明，根据本发明的制动单元即使在高输送速度下也能够可靠地制动螺钉，而不会损坏螺钉尖端。在这方面还表明制动单元可以构造为低磨损的，从而可以令人满意地满足通常对这种制动单元的耐久性要求。

5、本发明的有利设计可以从从属权利要求、说明书和附图中看出。

6、根据一种实审方式，至少一个弯曲段被构造为通过在引导通道的内周表面和加工元件之间的摩擦来制动加工元件，使得加工元件在引导通道入口和引导通道出口之间损失其动能的至少70％。优选地，甚至加工元件的动能的至少90％在引导通道入口和引导通道出口之间被消除，即，通过摩擦被转换成热能。

7、根据一种实施方式，弯曲段具有大于180°、特别是大于270°的总弧度(gesamtkrümmung)。弯曲段可以以连续的方式形成和/或具有恒定的半径。然而，弯曲段还可以包括多个弯曲部分区段，这些弯曲部分区段例如由平直段或其他形式弯曲的区段彼此分隔开。弯曲段可以包括在第一方向上弯曲的第一弯曲部分区段和在第二方向上弯曲的至少一个第二弯曲部分区段，第二方向不同于第一方向。

8、根据一种实施方式，弯曲段包括螺旋引导通道区段。螺旋引导通道区段也可以被称为螺旋。弯曲段可以特别地以过山车的环路形式设计，使得加工元件的纵向轴线的方向由于穿过弯曲段的运动而持续变化。螺旋引导通道区段优选地具有大约360°的总弧度。

9、根据有利的实施方式，弯曲段首先包括第一s曲线形弯曲区段，紧接着是螺旋弯曲区段，随后是第二s曲线形弯曲区段。引导通道入口和引导通道出口的中心轴线可以以彼此平行的方式取向。特别地，引导通道入口和引导通道出口可以以彼此对齐的方式布置。

10、根据一种实施方式，弯曲段(即，限定弯曲段的一个或多个制动元件)以形状稳定的方式形成。这意味着，在一般使用所需的负载下，限定弯曲段的一个或多个部件不会发生弹性或塑性形变或者仅发生很轻微的形变。换句话说，限定弯曲段的至少一个部件是刚性的。

11、弯曲段可以由单个部件限定。根据一种易于组装的实施方式，弯曲段由制造为一件式的部件限定。对此，替代地，弯曲段可以例如是由随后接合在一起的、例如螺纹连接或焊接的两个部件制成的。

12、限定弯曲段的部件(即，制动元件)可以是借助于3d打印制造的。这使得以一件式的方式制造限定弯曲段的部件在生产技术方面是特别简单的。为了确保制动单元的较长的使用寿命，有利的是由金属例如通过3d打印制造限定弯曲段的部件。制造部件的材料优选地具有比待制动的加工元件更高的强度。

13、通常有利的是，弯曲段的半径或所有半径与相应的待制动的加工元件的长度相适应。3d打印方法可以以经济有效的方式实现为客户制造单独地制造适用于待制动的加工元件的制动元件。

14、弯曲段的半径(即，曲率半径)优选地在待制动的加工元件的长度的1.5倍至6倍之间的范围内。曲率半径通常应足够大，以使加工元件能够通过引导通道的弯曲段而不发生倾斜。另一方面，曲率半径应设计得尽可能小，以使加工元件经受较高高的离心力并因此经受摩擦，从而使加工元件得到充分的制动。弯曲段的每个半径优选地在待制动的加工元件的长度的1.5倍至6倍之间的范围内。

15、根据一种实施方式，弯曲段的半径小于0.5m。对于常见地被加工的螺钉，例如fds螺钉，有利的是弯曲段的半径小于0.3m。如果弯曲段的半径不是恒定的，则弯曲段的最大半径可以小于0.5m、特别是小于0.3m。替代地或额外地，弯曲段的平均半径可以小于0.5m、特别是小于0.3m。进一步，替代地或额外地，弯曲段的最小半径可以小于0.5m、特别是小于0.3m。优选地，弯曲段的半径大体上是恒定的，并且小于0.5m、特别是小于0.3m。

16、为了进一步改善弯曲段的制动效果，可以在弯曲段的内周表面处设置制动加强结构。测试表明，当制动加强结构被构造为使待制动的加工元件进行翻滚运动(taumelbewegung)时，实现了特别好的制动性能。

17、根据一种实施方式，制动加强结构可以被设计为在弯曲段的内周表面上的螺旋升高部。换句话说，可以在弯曲段的内周表面上形成升高部，升高部沿着弯曲段的内周表面螺旋状地延伸。这种制动加强结构可与连接件的头部接触，并可以使连接件进行翻滚运动。由此可以使连接件特别有效地制动。

18、为了不损坏待制动的加工元件(例如待制动的螺钉)的尖端，用于容纳待制动的加工元件的尖端的凹槽可以在引导通道的内周表面的外弧线区域中延伸。在此，凹槽应设计成使得尖端在加工元件穿过弯曲段时伸入凹槽中，并使得尖端不会与引导通道的其余内周表面接触。凹槽优选地构造为引导尖端并且防止尖端与引导通道的内周表面接触并防止由此被损坏。外弧线区域中的凹槽优选地沿着输送方向延伸至少30°的角度。有利地，凹槽在凹槽的端部平滑地合并到内周表面中。

19、为了使已经通过弯曲段部分或几乎完全制动的加工元件完全制动并将其保持在引导通道中，制动单元可以包括制动和保持元件，其特别是用于以形状配合的方式使待制动的加工元件被完全地制动和保持。制动和保持元件优选地被布置在引导通道出口处，即，在传送方向上的弯曲段之后。

20、根据一种实施方式，制动和保持元件特别是能够以气动的方式在释放位置和保持位置之间调节。由此，可以将待制动的加工元件选择性地保持在引导通道中或释放以用于进一步的加工。制动和保持元件优选地在保持位置仅部分地突出到引导通道中。在此有利的是，制动和保持元件被构造成仅与待保持的加工元件的头部接触，以便不损坏加工元件的尖端。

21、为了减弱在引导通道入口的区域中加工元件的运输气流并从而增加制动力，可以在引导通道入口处设置至少一个空气排出口。优选地，设置多个空气排出口。这些空气排出口可以以分布的形式在引导通道入口的周向上布置。

22、本发明还涉及一种系统，该系统包括：用于加工元件的储存容器；用于加工元件从储存容器到加工装置的输送软管，该输送软管特别是具有圆形内横截面；和具有至少一个前述或下述特征的制动单元，该制动单元被布置在沿输送方向加工装置前面的输送软管的端部区域中。

23、优选地，整个系统(即，储存容器、输送软管和加工装置)被构造用于连接件、特别是具有头部和轴的连接件(例如螺钉)的加工。如果整个系统适于输送加工元件，使得加工元件的主延伸方向沿着输送方向布置，则是有利的。如果加工元件具有头部和轴，则可以先以头部输送加工元件，也可以最后以头部输送加工元件。

24、本发明还涉及一种用于使加工元件制动的方法，该方法特别是使用根据前述或下述特征中的至少一个的制动单元，该方法包括以下步骤：以输入速度将加工元件引入到引导通道的弯曲段中；在加工元件上产生离心力；在加工元件和引导通道的弯曲段的内周表面之间产生离心力引起的摩擦；以及借助于离心力引起的摩擦将加工元件制动至输出速度，该输出速度是输入速度的至多75％、特别是至多50％。

25、加工元件优选地借助于离心力引起的摩擦制动至输出速度，该输出速度是输入速度的至多30％、特别是输入速度的至多10％。

26、根据一种实施方式，加工元件特别是通过与制动加强结构接触而在引导通道的弯曲段中进行翻滚运动。由此增强了制动效果。

27、该方法和制动单元特别地适合于具有轴和相对于轴加宽的头部的加工元件。该方法特别地适合于重量大于3克的加工元件、特别是重量在4克至7克之间的加工元件。

28、如果加工元件具有头部，有利的是，加工元件和内周表面之间的离心力引起的摩擦主要在加工元件的头部和内周表面之间产生。