CN113747985A - 设置头、具有该设置头的板材压机或设置装置以及利用设置头的连接元件的连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于连接装置、特别是压机或设置装置的设置头，该设置头包括以下特征：冲头(10)，其可在纵向上移动，使得连接元件(7)可通过布置在冲头的工作端(12)处的冲头面(16)连接到部件中；中空圆柱形接收套筒(50)，其具有通道(52)，并且当冲头位于通道中时，其可与冲头同心且轴向地移动地被引导至冲头的工作端附近；以及设置在通道外部的接收套筒上的两个彼此相对的夹持臂，每个夹持臂提供至少一个横向向内突出的夹持端，因此至少两个夹持端允许连接元件可释放地定位在邻近通道的冲头远程出口开口处，并通过冲头的可轴向移动的工作端可释放地定位。

Description

设置头、具有该设置头的板材压机或设置装置以及利用设置 头的连接元件的连接方法

技术领域

本发明涉及一种用于连接装置的设置头，尤其是冲压或设置装置的设置头，通过该设置头，作为例如焊接辅助连接件、冲头铆钉或螺丝的连接元件能够连接到至少一个部件中。此外，本发明涉及一种与该设置头结合的板材压机或设置装置。最后，本发明公开了一种利用该设置头的连接元件(特别是焊接辅助连接件)的连接方法。

背景技术

在现有技术中，使用了不同的带有设置头的连接装置。它们用于***连接元件。相应的示例是用于将冲压铆钉设置到例如两个钣金件的叠层中的的冲压铆钉设置装置。此外，这类设置头用于固定或设置或烧制连接元件以制造部件粘合。

例如，如果参考冲压铆钉设置装置，则液压或气动或电动冲头通过连接通道移动以设置冲压铆钉。在开始设置过程之前，通常通过气动方式在连接通道中冲头的冲头表面下方喷射冲头铆钉。从例如冲头铆钉通过制动距离或其他方式固定的位置开始，冲头的操作面通过连接通道沿连接方向推动其前面的冲头铆钉，并最终将其压入部件中。

为了能够以正确定位的方式将连接元件设置到部件中，必须以定向安装的方式将其布置在设置头的连接通道中。此外，在冲头在连接方向上的移动期间，即在设置过程期间，连接元件的方向保持不变，以便能够建立可靠的接合连接结构。因为一旦连接元件在连接通道中旋转或重新定向，除了不良的接合连接结构之外，设置头、连接通道或冲头的冲头表面也可能受损。除拒收零件外，这会导致连接装置可能停止几次以便维修设置头。

为了避免这种情况，WO 93/19890公开了一种夹持装置，在用于在金属板上分别压印或紧固连接件的装置中用于夹持、引导和自动释放连接和辅助连接件(例如螺母、螺栓、铆钉)。在这种情况下，该装置的主要目标是保持输送连接元件所定义的位置，直到该元件实际压入到部件中。为此，两个夹持爪以枢转方式铰接在冲头上，冲头在设置头的连接通道中移动。这样，夹持爪可以在闭合位置(在闭合位置夹持爪将连接元件固定在冲头上)和打开位置(在打开位置夹持爪将连接元件从闭合位置释放)之间转动。夹紧爪的强制导向或限制导向可确保，在冲头的特定位置处，夹紧爪以确定的方式枢转，以便从闭合位置变为打开位置。由于连接通道内壁的特定形状以及与内壁相邻的夹持爪外侧的特定形状，导致该限制导向。当夹持爪固定在冲头上时，它们永久地与冲头一起移动。因此，在带有夹持爪的冲头结构和连接通道的内壁之间发生永久摩擦。在设置过程中作用的力(也提供了夹持爪的打开和闭合)也会导致严重磨损。因此，根据磨损程度，连接元件以不受控制的方式从闭合位置丢失，从而导致不良的连接位置和/或损坏冲头和设置头。

EP 0 755 749B2中描述了类似的结构。这里再次压机设置头的冲头被引导到设置头的固定连接通道中。与冲头一样，连接通道具有方形横截面。能够与冲头轴向移动的夹持指设置在相应间隙的两个相对内侧处。这些夹持指关于相对于冲头的轴向移动受到形状配合方式的限制，因为它们同时接合到冲头外侧和连接通道内侧的反向间隙中。连接元件被横向输送至连接通道并远离冲头出口开口。其中，连接元件一方面由以可移动的方式横向布置在夹持指中的球或腹板保持，另一方面由冲头表面保持。

不利的是，仅当阻挡球或腹板在连接通道的内部通过进一步的间隙被释放时，冲头才能从夹持指释放连接元件。尤其是连接元件的高度的公差可能导致夹持指和连接通道之间的附加摩擦力和磨损。此外，连接元件在距离部件一定距离处从夹持指释放。因此，它通过可能会在冲头面下倾斜或重新定位其位置，从而导致不良的接合连接结构。此外，这里还出现缺点，即与夹持指结合的冲头在与连接通道内的连接通道的内表面的永久摩擦下移动。这会导致连接通道磨损、污染，并产生夹持指的偏差公差。因此，高维护工作量与该构造相关。此外，增加了连接元件缺乏定位能力以及在建立接合连接之前连接元件不可靠保持的危险。连接元件的缺陷保持尤其不能保证必要的防损安全性，尤其是在与压机结合的设置头操作期间。由于两到三位数吨位范围内的压机的主动、高操作力，防损安全性具有特殊意义。因为连接元件丢失或连接元件位置错误通常会导致压机的大损坏，以及压机或具有多台压机的加工路线的易受影响的、高维护闲置时间。

因此，本发明的目的是建议一种用于压机或连接装置的替代设置头，该设置头可确保连接元件的可靠传递，以及随后的连接方法，而不存在上述缺点。

发明内容

通过根据独立权利要求1的连接装置、特别是压机或设置装置的设置头，根据独立权利要求11和12的金属板压机或具有该设置头的设置装置，以及根据独立权利要求13的利用该设置头的连接元件、尤其是焊接辅助连接件的连接方法，解决了上述问题。本发明的有利实施例和进一步发展源于以下描述、附图以及附属权利要求。

本发明用于连接装置的设置头包括以下特征：可纵向移动的冲头，以便连接元件可通过设置在冲头工作端的冲头面连接到部件中；接收套筒，优选具有中空圆柱形设计或具有内部通道的块状结构，具有通道，套筒可与通道中的冲头同心且轴向移动，该通道与冲头的工作端相邻，以及彼此相对且位于在接收套筒处的通道外部的两个夹持臂，每个夹持臂提供至少一个横向向内突出的夹持端，使得通过至少两个夹持端，连接元件可定位邻近通道的背离冲头的出口开口处，并可通过冲头的轴向移动工作端释放。

本发明的设置头的特征是可移动的冲头与接收套筒的组合。接收套筒具有中空圆柱形设计，以便能够在通道中接收冲头。在这方面，中空圆柱状形成是指至少在部分上存在内通道和优选平行于其延伸的外侧。内通道，或也称为通道，优选具有圆形或非圆形横截面。形状互补的冲头(见下文)在其中被引导。

在通道内，冲头可轴向自由移动。只有接收套筒和冲头之间的形状配合连接才能保证冲头和接收套筒相对于彼此的相对可移动性限制在特定的距离或长度内。一方面，接收套筒和冲头之间的这种有限的相对调整轨道或路径保证了采用冲头的静止位置来输送将被重新设置的连接元件。此外，这种有限的相对移动或移位保证了冲头相对于接收套筒的操作位置的实现，从而可以可靠地设置连接元件。

除了通道中冲头的接收之外，接收套筒还用于接收和保持连接元件，以分别准备连接过程或邻近通道的出口开口的设置过程，。因为在冲头的设置过程中，冲头的工作端优选穿过出口开口，带着预先定位的连接元件，并将其压入相邻部件中。连接元件的优选预定位通过夹持臂来保证，夹持臂固定在通道和接收套筒处设置头的连接通道外部。这样，夹持臂和冲头以及通道的内壁彼此独立地可移动，使得相互接触移动的部件的磨损和摩擦损失最小化。

然而，布置在通道外部的夹持臂被适当地成形，以便在连接方向上分别将连接元件适当地定位在工作端或冲头面的前面，并且为了准备即将到来的连接过程。为此，夹持连接元件的夹持臂的一个各自的功能端在连接方向上到达冲头下方，以便以准备被冲头面接收的方式可释放地夹持连接元件。连接元件的相应夹持位置优选位于接收套筒的通道内或通道外。

在通道外部布置夹持臂的另一个优点是这些夹持臂易于接近。因为在可能出现磨损的情况下，这些夹持臂可以互换，无需任何进一步的麻烦，因为它们易于接近，与已知的设置头结构相比，这减少了压机或设置装置的停止时间。

根据本发明设置头的优选设计，接收套筒相对于冲头是弹簧预张紧的，并且在冲头的纵向上有限地移动，以便在冲头的静止位置，冲头的工作端布置在通道内，且与其出口开口保持一定距离，并在冲头的操作位置邻近出口开口，优选在通道内或通道外。

接收套筒和冲头优选地以形状配合的方式彼此连接，从而保证接收套筒和冲头之间在冲头的纵向上的特定相对运动。这种相对运动保证冲头可以处于静止位置和操作位置。根据冲头的静止位置和操作位置，接收套筒也必须适当定位，因为其位置必须一方面保证新连接元件的无干扰输送，另一方面，连接元件在冲头面下的定位，从而保证连接过程的顺利处理。优选使用的接收套筒和冲头之间的形状配合连接将相对运动的范围额外固定到优选的最小值，以便对于冲头和接收套筒相对于彼此的相对位移，需要最小的时间和空间。反过来，当制造多个连续接合连接结构时，这对连接装置达到的循环时间具有优选的有利影响。对于设置焊接辅助连接件或通常一组连接元件，优选的是直到连接过程结束或完成为止，冲头(优选通过其冲头面)不离开通道。因此，在该优选构造中，冲头面不通过接收套筒的通道的出口开口。该布置优选地在压机中的设置头的操作期间使用。根据本发明的另一优选构造，冲头穿过接收套筒通道的出口开口，直到连接元件与部件的连接过程完成。该构造优选地在连接后从接合处横向移开设置头时具有优势，因此，连接元件的头部不会与接收套筒碰撞。

根据本发明设置头的另一优选实施例，接收套筒和冲头以彼此相邻的形状配合方式引导，使得接收套筒可相对于冲头以无旋转的方式轴向移动。

上面已经提到，接收套筒和冲头之间的优选形状配合连接特别限制接收套筒和冲头之间的相对位移。此外，优选的形状配合确保防止接收套筒和冲头之间的相对旋转。这样，预先定位的连接元件保持其相对于冲头工作端的空间方向和布置。此外，仅限制接收套筒和冲头之间最必要的相对运动，从而使磨损和摩擦损失降至最低。此外，这对后续操作中提供的维护工作具有积极影响。

根据本发明设置头的另一优选实施例，所述夹持臂为L形，较短的L形腿横向向内突出，具有用于将所述连接元件连接到所述接收套筒的通道中的夹持释放轮廓。或者，优选的是，由于它们横向向内的方向，较短的L形腿布置邻近出口开口但优选在接收套筒的通道外部的用于连接元件的夹持释放轮廓。

本发明优选的L形夹持臂固定在接收套筒的外侧。因此，它们保证了上述容易接近性和与低工作量相关的互换性。此外，该布置确保在接收套筒的通道中冲头的移动不受夹持臂的影响或阻碍。优选地，夹持臂具有上面已经提到的L形，以便较短的L形腿可用于为连接元件提供夹持释放轮廓。该夹持释放轮廓保证，首先，通过保持轮廓的形状配合和/或力配合连接，可在横向向内突出的夹持端之间可靠地夹持已添加的连接元件。由于夹持端以弹性方式径向向内夹持连接元件，夹持端和连接元件之间的力配合连接(可通过冲头以较小的力释放)提供了连接元件在冲头工作端之前的可靠预定位。如果在夹持端中提供优选的夹持轮廓，其形状与待固定的连接元件相适应，则连接元件和夹持端之间的力配合连接由附加的优选形状配合连接支撑。

也设置在夹持端的释放轮廓根据冲头的连接工作端的运动构成成形。因为在连接过程中，工作端、特别是带有连接元件的冲头面，以及因此的连接元件在夹持端之间移动，以便从夹持释放轮廓释放连接元件，并随后将其设置到部件中。在这种情况下，本发明优选当在夹持端处提供以倾斜方式在连接方向上朝向彼此延伸的平面时，使得随着冲头在连接方向上的轴向移动，夹持端被连接元件和/或冲头的工作端径向向外压。借助于该优选构造，用于连接元件的冲头的工作端从与夹持端的连接处的释放运动优选地可连续地集成到连接元件进入部件的连接运动中。

根据本发明设置头的另一优选实施例，夹持释放轮廓包括用于连接元件的至少一个形状配合的夹持部以及倾斜的释放面，该倾斜释放面相对于连接方向成锐角布置，用于连接元件从夹持释放轮廓的冲头侧释放。夹持端的这种特殊几何设计已在上一段中进行了定性讨论。

根据本发明的另一优选构造，L形夹持臂的较长的L形腿提供紧固结构，通过所述紧固结构L形腿可互换地固定在接收套筒处。

优选地，L形夹持臂由板簧形成。该板簧用其较长的腿固定在接收套管的外侧。例如，这种紧固通过螺纹连接或锁紧连接实现，在必要的维护时，其可以稍微松开并再次关闭。

根据本发明设置头的另一优选构造，接收套筒包括在靠近通道的出口开口的一侧开口的轮廓轨道，所述轨道至少由所述夹持端在相对侧的部分形成，并且所述连接元件可以通过所述轨道被输送到在连接方向上位于冲头的冲头面下方的连接位置。

根据本发明，优选的是，夹持臂的横向或径向向内突出的夹持端限定靠近通道的出口开口的所输送的连接元件的预位置。因此，夹持端优选地布置为使得由夹持端预先定位和夹持的连接元件布置在通道内且邻近出口开口或在通道邻近出口开口的外部。为了将连接元件通过夹持端定位在通道中，接收套筒包括合适的凹槽或窗口。这些凹槽或窗口被夹持端横向向内到达，以夹持连接元件。由于夹持端的相应布置，连接元件的该优选不同预位置优选地考虑到待连接部件、部件处的可用空间条件来进行选择，由于外部影响或考虑其他外部参数，在夹持位置对连接元件进行保护。

同样，优选的是，彼此相对布置的夹持端形成轮廓轨道的一部分，通过该轮廓轨道，连接元件可以被输送到合适的预位置，以用于即将到来的连接过程。根据该上下文中的另一优选构造，夹持端至少部分地形成用于待输送的连接元件的接收槽。该接收槽定义了连接元件假设的预位置。

根据本发明的另一优选实施例，通过夹持臂将夹持端横向弹性地弹簧预紧到通道中。该优选构造解决方案基于L形夹持臂的提供，优选作为板簧，由于它们的材料特性和构造，其提供夹持臂的弹性弹簧预张紧。

根据本发明设置头的另一优选构造，一侧开口的轮廓轨道与弹簧预张紧的夹持端结合，形成连接元件的接收槽，连接元件可通过机械致动器移入其中。

根据本发明，优选地，借助于加压空气，通过轮廓软管沿设置头的方向射出连接元件。还优选地，使用重力通过合适的布置将连接元件输送至设置头。优选地，已添加的连接元件首先邻接处于操作位置的设置头的冲头或适配器活塞。因此，冲头或适配器活塞或设置头的另一部分阻挡接收槽，使得连接元件不能移动到接收槽中。一旦接收槽能够自由地输送连接元件，机械致动器就会将连接元件移动到预位置，优选地移动到接收槽中。

此类机械致动器优选包括气动或液压或电动杠杆机构，例如曲杆机构。在致动器操作过程中，连接元件通过致动器移动，以使致动器将连接元件移入接收槽中。优选地，致动器的位置在其移动期间是可检测的，或者致动器的最大行程可通过传感器技术或检测到的控制信号进行监控，其优选地可从连接元件是否已达到接收槽中的期望预位置导出。因此，可以定义在接收槽缺失到达的情况下的动作方式，其重新开始将连接元件输送到接收槽、检查或显示连接元件的错误定位或者结合连接元件的输送开始错误跟踪。

因此，根据本发明，优选在执行致动器的移动时监控其位置，以便能够检测和/或确定连接元件在接收槽内部或外部的位置。

此外，根据上述优选实施例，本发明包括与设置头组合的金属板压机。

此外，本发明包括具有根据上述优选实施例的设置头的设置装置。

本发明还公开了一种利用如上文所述的根据不同构造的设置头的连接元件、尤其是焊接辅助连接件的连接方法。连接过程包括以下步骤：在冲头处于静止位置的情况下，将连接元件移动到夹持臂的夹持端之间的夹持位置，在连接方向上从静止位置移动冲头，其中在夹持位置，连接元件位于上游，与冲头工作端的冲头面保持一定距离，通过预先定位的连接元件直接或间接地将接收套筒放置在部件上，然后相对于接收套筒移动通道中的冲头，并克服冲头和接收套筒之间的弹簧预张紧，通过冲头的工作端从夹持端之间的夹持位置释放连接元件，并将连接元件连接到部件中。

上述连接方法的特征在于本发明优选设置头的不同构造元件的相互作用。因此，在连接方法的过程中，优选通过致动器将连接元件移动到夹持位置。作为本发明优选连接方法的进一步步骤，优选通过元件输送装置、尤其是轮廓软管，将新的连接元件输送到邻近接收槽的预位置，同时冲头阻挡接收槽。同样，优选的是，在冲头的操作位置，设置头的另一部分阻挡接收槽以输送连接元件。优选地，这是适配器活塞。

此外，根据本发明，关于本连接方法，优选将冲头从用于接合连接元件的操作位置移动到静止位置，其中由冲头和接收套筒之间的弹簧预张紧支撑的冲头，以形状配合限制的方式从通道中至少部分移开，优选从接收套筒通道的出口开口移开。

接收套筒和冲头之间的优选形状配合连接确保接收套筒和冲头之间的最小相对位移，这已在上文中讨论过。通过这种方式，可以保证在最小位移的情况下，冲头可以在静止位置和操作位置之间来回移动。同时，该位移保证在冲头处于静止位置时，连接元件可被馈送至接收槽，优选地馈送至预位置。在冲头的操作位置，进而保证连接元件可靠地连接到接收槽外的部件中。如果在这种情况下，冲头优选直接通过驱动装置或间接通过结构部件(如优选适配器活塞等)移动到静止位置，则冲头为此目的逆连接方向部分移出接收套筒的通道。换言之，冲头的工作端从接收套筒通道的出口开口移开。如果冲头直接通过驱动器或间接通过结构部件在连接方向上移动到操作位置，即连接元件设置到部件中，冲头在连接方向上在通道中进一步移动。在将连接元件最终连接到部件中的过程中，冲头工作端的冲头面靠近出口开口位于通道中，或与出口开口齐平，或与工作端的一部分伸出通道。

附图说明

参照附图详细描述本发明的优选实施例。示出为：

图1示出了压机的设置头的优选实施例的侧视图，

图2示出了在横向轴向剖面图中冲头与接收套筒的优选组合的截面放大图，其中冲头优选地能够通过驱动装置直接驱动，

图3示出了冲头、适配器活塞和接收套筒优选组合的立体侧视图，其中夹持臂布置在外侧，

图4示出了冲头和接收套筒优选组合的横向轴向剖面图，其中连接元件位于预定位置并由夹持臂的夹持端夹持，其中冲头优选地能够通过适配器活塞或其他结构间接驱动，

图5示出了根据图4的优选实施例的横向轴向剖面图，其中通过冲头的移动将连接元件设置到相邻部件，

图6示出了被输送的连接元件由于适配器活塞的阻挡还不能放置在预定位置处的俯视示意图，

图7示出了在剖面图中连接元件位于夹持臂的优选夹持端之间的优选被阻挡的接收槽(见图6)前面的示意图，

图8示出了连接元件通过机械致动器优选输送至优选接收槽中的连接位置的俯视示意图，

图9示出了图8中的沿连接元件的输送轨道且在接收槽的平面中的设置头的剖面示意图，

图10示出了图8中的沿连接元件的输送轨道且在接收槽的平面中，同时优选的致动器将连接元件移动到接收槽中的设置头的剖面示意图，

图11是沿冲头轴的优选轴向剖视图，示出了根据图10的接收槽中的连接元件，以及

图12示出了本发明连接方法的优选实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了在优选构造中用于不同连接装置的设置头1。图1中的设置头1(与伸缩装置3和压机(未示出)的示意性示出的顶梁5一起)适于在压机工具中使用。例如，这类压机工具用于车辆构造或货车构造。除了通过设置头1接合连接元件外，这些压机工具还可同时用于金属板的特定成型，例如形成后续的车辆结构。

如果要通过压机形成的金属板由不可焊接或可焊接性差的材料组成，则设置头1将用可焊接材料的焊接辅助连接件7设置到金属板中，优选地同时用于金属板或部件的成型。通过这样做，工作过程被结合并促进了已成型金属板的进一步加工。

除了在用于设置焊接辅助连接件7的压机中使用设置头1之外，设置头1优选地用于冲头铆钉、螺栓、螺母的设置装置中，用于固定以及用于执行其他已知的连接方法。因此，设置头1将不同构造的连接元件连接到至少一个部件9中，其中设置头的冲头10以可旋转或不可旋转的方式提供，并且根据连接元件7和连接过程可轴向移动。

在进一步描述的过程中，示例性地参考了焊接辅助连接件7到部件9中的设置。焊接辅助连接件7作为任何连接元件的示例。类似地，部件9用作仅一个或多个部件的示例。

为了准备连接过程，优选地，下支架N放置在至少一个部件9上。或者，还优选地，至少一个部件9或多个部件通过适当的夹紧装置可释放地固定在基座或载体或砧上。

在不同的优选实施例中，图2至图11中更详细地示出了设置头1。它包括适配器活塞30，其中冲头10以可移动的方式沿其纵向被引导，即轴向移动。

在已知的连接装置(例如冲压铆钉设置装置)中，适配器活塞30形成连接通道。该连接元件被输送至连接通道，通过该通道，连接元件被冲头10设置到部件中。为此，冲头10优选地直接通过驱动装置沿连接方向R和与其相反的方向移动。图2中显示使用带有直接驱动冲头的设置头1，因为适配器活塞30不沿冲头10行进或适配器活塞30间接驱动冲头10。在压机中，冲头10优选地不在设置头1内被单独驱动，而是与压机工具被共同引导或共同移位。因此，冲头10优选地通过适配器活塞30被间接驱动(参见图4)。下面描述的功能性和设置头1的构造优选地以相同的方式涉及冲头10的直接和间接驱动的可能性。

根据本发明的优选构造，除了冲头10之外，适配器活塞30还引导并保持接收套筒50。为此，适配器活塞30包括彼此阶梯状的至少两个部分32、34。这些阶梯部分通过台阶36彼此分离，并且根据优选构造，包括不同直径的导槽。优选地，在部分32的导槽中引导冲头10。部分34中的导槽引导接收套筒50。

接收套筒50转而被引导在冲头10上，优选地邻近冲头10的工作端12。冲头10和接收套筒50的通道52(见下文)优选具有圆形横截面。因此，根据本发明的优选实施例，接收套筒40被配置为空心圆柱状或至少被成型为空心圆柱状。因此，通道52在横截面中包括圆形内导向壁。接收套筒50的外侧在横截面上也是圆形的，以便由适配器活塞30引导。

还优选和可调整的是，根据应用情况，冲头10具有角形或通常为非圆形的横截面形状。这导致接收套筒50的通道52的横截面设计与冲头形式相对应，以便能够可靠地引导冲头10和接收套筒50彼此相邻。接收套筒50的外侧与适配器活塞30结合在一起，在其设计上也具有适应性。

冲头10直接通过驱动装置(未示出)或适配器活塞30沿连接方向R和向后移动。根据本发明的不同优选构造，冲头10的驱动装置以及因此优选连接装置的驱动装置是电动的、液压的、气动的或机械的或它们的组合。

接收套筒50优选地由冲头10和适配器活塞30引导，其中优选地，仅通过冲头的引导也是足够的。为此，冲头10的工作端12在接收套筒50的通道52中被引导。通道52相对于冲头10的工作端12同心布置，从而相对于整个冲头10同心布置。

弹簧80布置在冲头10的肩部14(面向接收套筒50)和接收套筒50的正面侧54(面向冲头10)之间。冲头10和接收套筒50通过弹簧80(优选地是布置在冲头10上的螺旋弹簧)针对彼此弹性预紧。因此，当工作端12和/或接收套筒50被释放时，冲头10和接收套筒50彼此远离。在这种情况下，释放意味着在连接过程结束或完成后，冲头10逆连接方向R移动，从而释放连接元件7。当设置头1逆连接方向R移动时，接收套筒50被释放，因此接收套筒50从部件9离开或以机械方式释放。

弹簧80的预张紧导致冲头10的工作端12在接收套筒50和/或冲头10机械释放的情况下，逆连接方向R被部分移出通道52。因此，从通道52的出口开口54移除了将焊接辅助连接件7设置到部件9中的冲头面16。由此，与出口开口54相邻的焊接辅助连接件7的输送部分优选地由工作端12释放，如下进一步所述。

由弹簧80的预张紧产生的冲头10和接收套筒50之间的相对轴向位移优选地由接收套筒50和冲头10之间的限制导向18、56在一定长度上进行限制。为此，球体或突起56接合到冲头10处的轴向槽18中，优选地类似于槽和弹簧连接。还优选的是，在通道52的内壁和冲头10处的突起处设置轴向槽。根据另一优选构造，定位销沿冲头直径完全穿过冲头的通道孔，并在冲头10的径向侧壁处突出。定位销的每个突出端接合到导向槽中，以提供线性导向。应当理解的是，形状配合限制导向18、56还优选地防止冲头10和接收套筒50之间的相对旋转。

为了提供例如设置螺钉的可旋转冲头，轴向槽18优选沿冲头(未示出)的圆周完全延伸。功能相似的应用可用于定位销和导向槽的组合。

如果冲头10的移动方向与连接方向R相反，则弹簧80的预张紧首先在冲头10和接收套筒50之间产生最大可能的轴向位移。该最大轴向位移由限制导向18、56定义。一旦通过冲头10的与连接方向R相反的反向运动(直接由驱动或通过适配器活塞30的间接运动产生)达到最大轴向位移，则冲头10通过与连接方向R相反的持续运动引导接收套筒50，并将其从部件9上移开。

在接收套筒50和冲头10之间出现最大轴向位移的情况下，冲头10和优选其工作端12与冲头面16已达到静止位置。静止位置是将连接元件7预定位在邻近通道52的出口开口54的接收槽92(见下文)中以进行连接过程的首选先决条件。

在连接过程中，当冲头10沿连接方向R开始移动并且冲头面16位于出口开口54附近时，然后冲头10及其工作端12位于操作位置。在操作位置(见图5b)，工作端12止挡接收套92(receiving nest)，因此连接元件7不能被输送到接收槽。在设置头1的替代构造中，还优选适配器活塞30止挡接收槽92，因此连接元件7不会被输送到接收槽92(见图6和图7)。

参考图3、图4和图5，特别是图4b和图5b的截面图，接收套筒50包括相对放置的两个夹持臂60。夹持臂60固定在通道52的外侧，优选地在接收套筒50的外侧。夹持臂60优选也具有细长形式并且相对于冲头轴平行延伸。为了紧固夹持臂60，在夹持臂60的面向冲头端62处设置紧固结构64。在磨损、故障或与连接元件7的特定几何形状相适应的情况下，紧固结构64(优选地提供用于与接收套筒50的螺纹连接、卡扣或锁定连接的装配开口)确保夹持臂60的易于更换。

根据本发明，优选的是，夹持臂60由具有L形设计的金属弹簧形成。较长的L形腿65优选地包括带有紧固结构64的端部62。较短的L形腿66沿通道52的方向相对于较长的L形腿65横向或径向向内突出延伸。

根据本发明的优选构造，在横向或径向向内突出的面侧的较短的L形腿66处设置夹持释放轮廓68。因为在连接过程开始之前，夹持臂60以及特别是较短的L形腿66将连接元件7夹持在预先位置处。为此，调整夹持释放轮廓68，以便可释放地紧固或固定连接元件7。

在这种情况下，根据本发明，优选的是，连接元件7被保持在外部部分，该外部部分随后在接合连接元件7时被压入部件9中。为此，较短的L形腿65正面端部的结构(这是必要的)以可释放的方式夹紧连接元件7。在连接过程中，较短的L形腿66及其正面夹持端适时地逆相对于连接元件7的连接方向R并横向于连接元件移动。因此，防止了L形腿66和部件9之间的碰撞。由于冲头10和接收套筒50的组合，优选地，在没有主动驱动的情况下启动反向运动。此外，连接元件7优选地在其已部分接合到部件9中且不能再从该连接滑动或脱落的时间点释放。

优选地，夹持释放轮廓68在连接元件7的头部处(优选地在连接元件7的头部下方)与横向或径向向内的弹簧力接合。类似地，优选地，将连接元件7(例如螺栓)固定在轴表面。因此，夹持释放轮廓68优选地配置为与连接元件7外部的固定部分互补，其中连接元件7处的固定部分通过连接过程被压入部件9中。优选地，连接元件7以形状配合和/或力配合方式被定位以及通过用于连接过程的接收套92中的夹持释放轮廓68被可释放地定位。

优选地，选择较长的L形腿65的长度，以使较短的L形腿66伸入通道52，其中夹持释放轮廓68邻近出口开口54。基于此构造，连接元件7被保持在靠近出口开口54的通道52内。由于这种构造，当朝向接合处驱动时，由夹持臂60夹持的连接元件7受到设置头1的外部影响的保护。为了实现较短的L形腿66的这种布置，它们延伸通过接收套筒50中的凹口58(见图3)。该凹口58也可实现为接收套筒50中的窗口或开口(未示出)。

此外，优选地，选择与连接元件7协调的较短的L形腿66的位置，以使连接元件7在背对冲头的方向上从通道52略微突出，或与接收套筒50和通道52的背对冲头的端部齐平。

根据图4b的截面图可以看出，优选地，平行于连接元件7的外侧布置的夹持面68A(此处平行于冲头10的纵轴布置的夹持面)在适当的位置处夹持连接元件7，优选夹持连接元件7头部的外侧。释放面68B在连接方向R上连接或接着保持面68A。释放面68B优选地与冲头10的纵轴或连接方向R成<90°的角度。相应地，释放面68B沿连接方向R径向向内且倾斜布置。释放面68B的优选布置使由冲头10沿连接方向R移动的连接元件7在释放面68B上滑动。在此过程中，带有夹持释放轮廓68的较短的L形腿66通过连接元件7横向或径向压向外侧，并释放连接元件7(见图5b)。如果冲头10在连接方向R上继续移动，连接元件7被设置到部件9中。然而，除了上述释放功能之外，释放面68B还实现保持功能，利用该功能补充夹持面68A的效果。因为优选的释放面68B接合在连接元件7的头部下方，以便在连接方向R上形成一个轴向可释放的底切。该弹性或弹簧性可释放的底切(补充夹持面68A)优选地支持夹持端66的防损安全性。因为夹持面68A和释放面68B各自或组合保持连接元件7，直到冲头10将连接元件7从夹持释放轮廓68的保持处接合到部件9中。

一旦连接元件7设置完毕且冲头10的工作端12离开工作位置，较短的L形腿66就会弹回到初始位置。在初始位置，较短的L形腿66的夹持释放轮廓68再次准备好接收连接元件7。

根据图2中的优选实施例，首先，在冲头10沿连接方向R移动的情况下，连接元件7邻接在部件9的表面上。还优选地，接收套筒50首先邻接部件9。可选择该方法，以使其适合待执行的连接方法和/或待处理的连接元件7。如果冲头10在连接方向R上进一步移动，则弹簧80被压缩，并且冲头面16在经过近似过程后邻接连接元件7。接收套筒50和冲头10彼此进行反向运动。在这种情况下，重要的是，限制导向18、56为冲头10的工作端12在连接方向R上提供了足够的轴向余地，以便冲头10能够将连接元件7完全设置到部件9中。

上述过程以相同的方式发生，即使连接元件7完全布置在通道52中但邻近出口开口54。在这种情况下，首先，在上述过程之前，接收套筒50而不是连接元件7将邻近在部件9上，直到连接元件7的最终设置完成。

如图3中接收套筒50的优选实施例所示，连接元件7被保持在接收槽92中轮廓轨道(profile track)90的末端处，处于预定位置，以便安装到部件9中。接收槽92邻近接收套筒50中通道52的出口开口94布置。

优选地，接收槽92仅在一侧打开。在该位置，轮廓轨道90优选地接着以便将连接元件7提供到接收槽92。根据本发明的优选实施例，轮廓轨道90通过轮廓软管(profile hose)94与接收套筒50相邻形成。该轮廓软管94优选具有适于连接元件7的横截面形式，以便能够通过轮廓软管94(优选气动方式)喷射连接元件7。

根据轮廓软管94的优选实施例，其具有用于头部引导连接元件7的T形横截面。

为了在生成或建立多个接合处时实现较短的循环时间，连接元件7优选地通过轮廓软管94输送至设置头1，同时冲头10位于操作位置。因此，冲头10的工作端12或适配器活塞30阻挡了连接元件7向接收槽92的输送的路线，如图6和图7所示。在这种情况下，连接元件7直到连接件7邻接适配器活塞30或冲头10(未示出)才被输送至设置头1。

由于连接元件7还不必供应至接收槽92，优选用于将连接元件7输送至接收槽90的致动器100保持在其静止位置。

为了将连接元件7输送至接收槽92，优选地，移动设置头1，以使接收槽92，即接收套筒50的轴向端部，与轮廓软管94齐平(见图8)。箭头示意性地说明了连接元件7沿轮廓软管94或通常沿输送路径的输送运动。

优选地，连接元件7通过轮廓软管94的空气且接收槽92前面的位置处供应，以便以气动方式将其尽可能远地输送到接收槽92。优选地，在所输送的供给元件7处施加足够长的气压，以便减小阻挡适配器活塞30或冲头10在接收槽92中的可能反弹。根据本发明的不同优选实施例，当接收槽92自由且可接近时或当接收槽92仍然被阻挡时，连接元件7被气动地射入接收槽92。

具有夹持释放轮廓68的较短的L形腿66以及接收套筒50一起形成接收槽92。由于接收套筒50限制了与轮廓软管94相对的接收槽92，因此连接元件7在冲头10下方而不是其上方输送。此外，较短的L形腿66和夹持释放轮廓68优选地形成轮廓软管94的轮廓轨道的延续，直至接收槽92。

优选地，较短的L形腿66通过弹簧布置使接收槽92以及因此轮廓轨道94的端部变紧，导致宽度小于连接元件7的宽度。因此，轮廓软管94中的输送气流优选地不足以克服较短的L形腿66的弹簧力将连接元件7压入或移动到接收槽92中。

因此，本发明优选提供致动器100，其以机械或机电或电磁方式将连接元件7移入接收槽92中。这在图10和图11中示出，其中优选地，气缸102驱动曲杆机构104以移动致动器100。致动器100通过优选的气缸102移动或旋转，直至连接元件7完全移动到接收槽92中。然后，由接收槽92中较短的L形腿66的夹持释放轮廓68保持(见图11)。

根据本发明的另一优选实施例，在致动器100输送连接元件7的过程中监控致动器100的位置。还优选的是，监控驱动器的位置，优选气缸102的位置。因为基于致动器102的位置和/或驱动器100的位置，可以识别连接元件7是否已完全移入接收槽92中。

致动器100的检测位置或驱动器102的检测位置可优选地被校准至以下情况：如果致动器100或气缸102驱动过远，则不存在可移入接收槽92的连接元件7。如果致动器100或气缸102驱动不够远，则连接元件7未到达L形腿66之间的接收槽92中的正确位置，或者第二个连接元件7在接收槽92中错误地位于***部分中。

在连接元件7被输送到接收槽92(见图10)后，致动器100再次移动到其静止位置。现在，设置头1沿部件9的方向驱动，并且可以开始连接元件7的上述连接过程。

因此，优选连接方法可再次总结如下。首先，在第一步骤S1中，新的连接元件7通过元件输送装置，特别是轮廓软管94输送到邻近接收槽92的预位置。在该步骤S1期间，冲头10或适配器活塞30阻挡接收槽92。还优选的是，当接收槽92不再被阻挡时，连接元件7被供应到接收槽92之前的预位置。

一旦冲头10移动到其静止位置，则连接元件7被移动到夹持臂68(S2)的夹持端66之间的夹持位置中。由于连接元件7现在位于接收槽92中，在下一步骤S3中，冲头从静止位置沿连接方向R移动。在该移动过程中，连接元件7在冲头10的工作端12的冲头面16的接收槽92中的夹持位置中以一定距离位于上游。由于冲头10的上述移动，连接元件7或接收套筒50在部件9上的邻接随后在步骤4中发生。之后，冲头10在通道52中相对于接收套筒50移动，并克服冲头10和接收套筒50之间弹簧80的弹簧预张紧(步骤S5)。之后，在步骤S6中，在冲头10的工作端16的帮助下，通过冲头10从夹持端66之间的接收槽92中的夹持位置释放连接元件7。由于冲头10在连接方向上的进一步移动，连接元件7随后接合到部件9中(步骤S7)。最后，将冲头10从其用于接合连接元件7的操作位置移动到静止位置，其中，由冲头10和接收套筒50之间的弹簧预张紧支撑的冲头10以形状锁定(form-locking)限制的方式从通道52移开(步骤S8)。

附图标记列表

1设置头

3伸缩装置

5压机的顶梁

7焊接辅助连接件

9部件

10冲头

12冲头的工作端

14肩部

16冲头面

18轴向槽，凹槽

30适配器活塞

50接收套筒

52通道

54出口开口

56球体，突起

58接收套筒中的凹口

60夹持臂

62面向冲头端

64紧固结构

65较长的L形腿

66较短的L形腿

68夹持释放轮廓

68A夹持面

68B释放面

80弹簧

90轮廓轨道

92接收槽

94轮廓软管

100致动器

102驱动器

104曲杆机构

Claims (16)

1.一种用于连接装置、尤其是压机或设置装置的设置头(1)，包括以下特征：

a.冲头(10)，能够纵向移动，使得连接元件(7)能够通过布置在所述冲头(10)的工作端(12)处的冲头面(16)连接到部件(9)中，

b.接收套筒(50)，具有通道(52)，所述套筒能够与邻近所述冲头(10)的工作端(12)的所述通道(52)中的所述冲头(10)同心且轴向移动，以及

c.两个夹持臂，其彼此相对布置且布置在所述接收套筒(50)处的通道(52)外部，每个夹持臂提供至少一个横向向内突出的夹持端(66)，使得通过所述至少两个夹持端(66)，所述连接元件(7)能够邻近所述通道(52)的背向所述冲头(10)的出口开口(54)定位，并能够通过所述冲头(10)的可轴向移动的工作端(12)释放。

2.根据权利要求1所述的设置头(1)，其中，所述接收套筒(50)相对于冲头(10)被弹簧预紧，并能够在所述冲头(10)的纵向上有限地移动，使得在所述冲头(10)的静止位置，所述工作端(12)布置在所述通道(52)内并从所述出口开口(54)移开，以及在所述冲头的操作位置，所述工作端邻近所述出口开口(54)。

3.根据权利要求2所述的设置头(1)，其中，所述接收套筒(50)和冲头(10)以彼此相邻的形状配合的方式被引导，使得所述接收套筒(50)能够相对于所述冲头(10)以无旋转的方式轴向移动。

4.根据上述权利要求中的一项所述的设置头(1)，其中，所述夹持臂(60)被设置为L形，并且较短的L形腿(66)横向向内突出，具有用于所述连接元件(7)进入所述接收套筒(50)的所述通道(52)的夹持释放轮廓(68)。

5.根据权利要求4所述的设置头(1)，其中，所述夹持释放轮廓(68)包括用于所述连接元件(7)的至少一个形状配合的夹持部(68A)以及倾斜的释放面(68B)，所述释放面相对于所述连接方向R成锐角布置，用于所述连接元件(7)从夹持释放轮廓(68)的冲头侧释放。

6.根据权利要求4或5所述的设置头(1)，其中，所述L形夹持臂(60)的较长的L形腿(65)提供紧固结构(64)，通过所述紧固结构(64)所述L形腿(60)可互换地固定在所述接收套筒(50)处。

7.根据上述权利要求中的一项所述的设置头(1)，其中，邻近所述通道(50)的出口开口(54)，所述接收套筒(50)包括在一侧开口的轮廓轨道(90)，所述轨道(90)至少由所述夹持端(66)在相对侧的部分形成，并且所述连接元件(7)通过其能够在所述连接方向R上被输送至所述冲头(10)的冲头面(16)下方的连接位置。

8.根据上述权利要求中的一项所述的设置头(1)，其中，通过所述夹持臂(60)，所述夹持端(66)被横向弹性弹簧预紧到所述通道(52)中。

9.根据权利要求7所述的设置头(1)，其中，一侧开口的所述轮廓轨道(90)与弹簧预张紧的夹持端(66)组合，形成用于连接元件(7)的接收槽(92)，所述连接元件(7)能够通过机械致动器(100)移入所述接收槽中。

10.根据权利要求9所述的设置头(1)，其中，所述致动器(100)的移动被执行监控其位置，从而能够确定所述连接元件(7)在接收槽(92)内部或外部的位置。

11.一种包括根据上述权利要求中的一项所述的设置头(1)的金属板压机。

12.一种包括根据上述权利要求1至10中的一项所述的设置头(1)的设置装置。

13.一种利用根据前述权利要求1至10中的一项所述的设置头(1)的连接元件(7)、尤其是焊接辅助连接件的连接方法，包括以下步骤：

a.在所述冲头(10)处于静止位置的情况下，将连接元件(7)移动到夹持臂(S2)的夹持端(66)之间的夹持位置，

b.从所述静止位置沿连接方向R移动所述冲头(10)，其中在所述夹持位置处，所述接元件(7)位于上游，距离所述冲头(10)(S3)的所述工作端(12)的所述冲头面(16)一定距离，

c.将所述连接元件(7)或接收套筒(50)放置在部件(9)(S4)上，然后，

d.相对于所述接收套筒(50)在所述通道(52)中移动冲头(10)，并克服所述冲头(10)和接收套筒(50)之间的弹簧预张紧(S5)，

e.通过所述冲头(10)(S6)的工作端(12)从所述夹持端(68)之间的所述夹持位置释放所述连接元件(7)，并将所述连接元件(7)连接到所述部件(9)中。

14.根据权利要求13所述的连接方法，其中，所述连接元件(7)通过致动器(100)移动到所述夹持位置。

15.根据权利要求13或14所述的连接方法，包括进一步的步骤：

当所述冲头(10)或适配器活塞(30)阻挡所述接收槽(92)(S1)或当所述接收槽(92)可自由接近时，通过元件输送装置(94)、尤其是轮廓软管，将新的连接元件(7)输送到邻近所述接收槽(92)的预定位置。

16.根据权利要求12至14中的一项所述的连接方法，包括进一步的步骤：

将所述冲头(10)从用于接合所述连接元件(7)的操作位置移动到所述静止位置，其中由所述冲头(10)和接收套筒(50)之间的弹簧预张紧支撑的所述冲头(10)，以形状配合限制的方式从所述通道(52)至少部分移开，优选从所述接收套筒(50)(S8)的通道(52)的出口开口(54)移开。

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