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Stand der Technik
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Presseinrichtungen zum Beispiel Fertigungswerkzeuge mit einer Vorrichtung zum Bereitstellen von Einpresselementen wie beispielsweise Befestigungs- oder Verbindungselemente sind bekannt. Derartige Presseinrichtungen bzw. Werkzeuge betreffen beispielsweise Niet-, Stanz-, Clinch- oder Einpresswerkzeuge. Als Einpresselemente kommen beispielsweise Bolzen, Stanzmuttern, oder Nieten wie Vollstanz-, Halbhohlstanz- oder Clinchnieten in Frage.
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Die Presseinrichtung umfasst einen sogenannten Setzkopf mit einem Stempel bzw. Stößel, mit dem ein Einpresselement an die betreffende Fügestelle geführt und in das über eine Matrize abgestützte Werkstück eingebracht wird. Beispielsweise in der Automobilindustrie werden im Bereich des Karosseriebaus unterschiedliche Blechmaterialien derart bearbeitet. Um die für den jeweiligen Fall notwendigen bzw. unterschiedlichen Einpresselemente an einem Werkzeug bereitzustellen, müssen diese an den Setzkopf herangeführt werden.
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Bisherige Bereitstellungssysteme von Einpresselementen sind insbesondere im Hinblick auf einen flexiblen Einsatz, eine geringe Störanfälligkeit und einen einfachen Aufbau noch nicht befriedigend.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei Anordnungen zum Bereitstellen von Einpresselementen für eine Presseinrichtung bzw. eine Presseinrichtung technisch und wirtschaftlich zu verbessern. Insbesondere soll eine Funktions- bzw. Fehlbedienungssicherung beim Einpressen von Einpresselementen in ein Werkstück verbessert werden.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
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In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Varianten der Erfindung aufgezeigt. Die Erfindung geht zunächst aus von einer Vorrichtung zum Bereitstellen von Einpresselementen für eine Presseinrichtung, welche einen Stempel und eine Matrize umfasst, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei ein Einpresselement aus einer Ladeposition an der Presseinrichtung durch Einwirken des Stempels auf das Einpresselement bei einer Relativbewegung zwischen dem Stempel und der Matrize in ein mit der Matrize abgestütztes Werkstück einpressbar ist.
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Ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass eine Magazinleitung ausgebildet ist, in welcher eine Reihe von mehreren Einpresselementen übereinander gestapelt vorlegbar sind, so dass ein vorderstes Einpresselement der Reihe zumindest im Wesentlichen unter der Wirkung von Gewichtskräften der in der Magazinleitung vorhandenen Einpresselemente durch Verschieben der gesamten Reihe der Einpresselemente in eine Abholposition gelangt, aus welcher das vorderste Einpresselement einzeln mit einer Versetzeinrichtung in die Ladeposition versetzbar ist. Damit wird eine vereinfachte Bereitstellungsvorrichtung für Einpresselemente erhalten. Insbesondere kann mit dem zugrundeliegenden Schwerkraftprinzip, das für die betreffenden Anwendungen universell wirksam ist, auf einen bislang vergleichsweise komplexen bzw. störanfälligen Mechanismus zum bereitstellen und Nachführen von Einpresselementen in eine Abholposition verzichtet werden bzw. kann dieser deutlich vereinfacht werden. Dabei macht sich die Erfindung den Umstand zunutze, dass im Schwerefeld durch Aneinanderreihung einer Mehrzahl von Einpresselementen übereinander eine Kraft entsprechend der Summe der wirkenden Gewichtskräfte der in der Reihe vorhandenen Einpresselemente so aufsummiert vorhanden ist, dass diese dauerhaft und zuverlässig zur Bewegung der gesamten Reihe der Einpresselemente führt. Die treibende Kraft zur Bewegung des Einpresselements ist sozusagen in dem zu bewegenden Element selbst bzw. integriert vorhanden. Ein Einpresselement in der Reihe kann ohne gesonderte Kraftmittel mit einer Kraft abhängig von den aufsummierten Gewichtskräften sämtlicher vorangehender Einpresselemente bewegt werden. Dem vordersten Einpresselement steht dabei die höchste in der Reihe zur Verfügung stehende und von den anderen Einpresselementen bewirkte Kraft zur Verfügung, was dessen Bewegung besonders sicher ermöglicht. Durch die Reihe der aneinander stapelartig übereinender liegenden Einpresselemente wird zudem eine Verbindung zum gemeinsamen Bewegen aller Einpresselemente realisiert, so dass vom letzten bis zum ersten Einpresselement alle Einpresselemente in der Reihe trotz der vorhandenen materiellen Trennung zwischen den Einpresselementen berührend gekoppelt sind.
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Im Hinblick auf bekannte Systeme ist die erfindungsgemäße Anordnung besonders vorteilhaft. Denn bisherige Lösungen basieren auf dem Prinzip eines Einstossers, welcher ein Einpresselement stoßartig angetrieben beispielsweise durch einen flexiblen Schlauch führt. Diese Anordnungen sind vergleichsweise kostenintensiv. Außerdem wird mit den dabei stoßartig auftretenden und wieder abfallenden Kraft- bzw. Druckspitzen der Schlauch und andere betroffene Bauteile hohen Wechselbeanspruchungen ausgesetzt. Dies ist insbesondere wegen einer vergleichsweise aufwändigen Schlauchanordnung mit einer aufwändigen Schlauchverbindung bzw. Schlauchklemmung teuer und störanfällig.
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Bei diesen Systemen kommt es zudem regelmäßig zu Störungen, insbesondere in einer Inbetriebnahmephase, bei Handbetrieb oder einer Wiederinbetriebnahme nach beispielsweise einer Störung oder einem Stillstand der Anordnung. Denn häufig wird dabei ein Einpresselement unter dem Stempel nicht oder nicht positionsrichtig angeordnet, was nicht immer sicher erkannt werden kann. Mit einer solchen Fehlpositionierung des Einpresselements kann es beim anschließenden Hub des Stempels dann zu schweren Schäden an der Maschine bzw. der Stanz- bzw. Presseinrichtung kommen, beispielsweise wenn das Einpresselement in einen Scherbereich der Stempelbewegung hineinragt.
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Vorteilhafterweise wird die Abholposition, sobald diese frei ist und eine Verbindung zur Reihe der Einpresselemente in der Magazinleitung besteht, von einem vordersten Einpresselement der Reihe der Einstanzelemente eingenommen. Die Ladeposition liegt davon etwas beabstandet, wobei dieser Abstand vorgebbar ist und ggf. im Bereich von einer Außenabmessung des Einpresselements liegen kann, vorteilhaft liegt dieser Abstand im Bereich 2 bis 5 mal der Außenabmessung des Einpresselements. Dies macht eine kompakte Bauform möglich. Die Ladeposition liegt in einem Bewegungsweg des Stempels, insbesondere so dass das Einpresselement symmetrisch zum Stempel beispielsweise konzentrisch zu einer mit der Stempelbewegung vorgegebenen Fügeachse liegt.
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Die Magazinleitung kann fest sein bzw. starre Wandungen umfassen und/oder flexibel sein. Die Magazinleitung ist vorteilhafterweise insbesondere komplett starr z. B. aus einem Blechmaterial mit einem völlig geschlossenen Leitungsinneren ausgebildet.
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Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass ein bewegbares Andrückelement vorhanden ist, welches beim Versetzen des Einpresselements von der Abholposition in die Ladeposition gegen eine Seite des Anpresselements drückt, wobei die Seite einer Auflage, auf welcher das Einpresselement beim Versetzen aufsitzt, gegenüberliegt. So kann sichergestellt werden, dass ein Einpresselement beim Versetzen von der Abholposition in die Ladeposition immer in einer definierten Position gehalten ist. Ein Verrutschen und/oder Abheben des Einpresselements relativ zur Auflage wird vermieden. Das Einpresselement kann in einer beliebigen Orientierung und Ausrichtung in die Ladeposition bewegt werden. Auch ein schräger bzw. abfallender oder ansteigender Verschiebeweg des Einpresselements ist damit realisierbar, ohne dass die Gefahr besteht, dass das Einpresselement in eine unerwünschte bzw. nicht definierte Position gelangt.
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Das Andrückelement drückt insbesondere gegen eine Hauptseite des Einpresselements, beispielsweise gegen eine Stirnfläche bei Einpresselementen mit zylindrischer Außenform. Insbesondere drückt das Andrückelement gegen eine Seite, auf welche später der Stempel einwirkt, wenn das Einpresselement in der Ladeposition ist und eingestanzt wird. Das Andrückelement kann flächig gegen das Einpresselement drücken. Auch ein linien- oder punktförmiger Kontaktbereich mit dem Einpresselement ist möglich.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Einpresselement nicht nur beispielsweise von einer Oberseite durch das Andrückelement und gegenüberliegend auf der Auflage definiert gegen einen Gegenabschnitt gedrückt wird, sondern auch seitlich durch entsprechende Gegenabschnitte in seiner Position festgelegt ist, insbesondere um das Einpresselement von der Abholposition definiert in die Ladeposition zu versetzen.
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Vorteilhafterweise ist eine angetrieben arbeitende Schiebeanordnung vorgesehen, mit welcher das Einpresselement aus der Abholposition in die Ladeposition versetzbar ist. Eine insbesondere lineare Schiebebewegung mit der Schiebeanordnung ist zuverlässig und kann platzsparend realisiert werden. So kann insbesondere über eine zentrale Kontrolleinheit ein Verschieben des Einpresselements exakt und zeitgenau kontrolliert erfolgen. Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Verschiebeanordnung ggf. mit weiteren Elementen, die zum Versetzen eines Einpresselements nötig sind, im Bereich eines Setzkopfes integriert bzw. als Anbaueinheit ausgebildet sein kann. Erfindungsgemäß kann mit der Schiebeanordnung vorteilhafterweise die Funktion eines Einstosselements nun problemlos in und/oder an dem Setzkopf integriert werden. Durch den kurzen Bewegungsweg beim Verschieben können die Wandungen fest ausgebildet werden, so dass die Anordnung sehr stabil ist und störfrei auch im Langzeitbetrieb laufen kann.
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Die angetriebene Bewegung mit der Schiebeanordnung zwischen der Abholposition und der Ladeposition erfolgt in unmittelbarer Nähe am Setzkopf statt, was vorteilhaft ist.
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Weiter ist es vorteilhaft, dass ein hin- und her bewegbarer Schieber zum Versetzen des Einpresselements vorgesehen ist, wobei der Schieber eine Auflage aufweist, auf welcher das Einpresselement in der Abholposition aufsitzt. So kann sichergestellt werden, dass aus der Reihe aus mehreren Einpresselementen in der Magazinleitung das vorderste Einpresselement immer vom Schieber mitgenommen wird. Es muss lediglich gewährleistet werden, dass das vorderste Einpresselement aus der Magazinleitung auf die Auflage des Schiebers nachrutschen kann, wenn die Abholposition frei ist. Hierzu sind Abschnitte, welche eine erhöhte Reibung zwischen dem vordersten Einpresselement beim Übergang in die Abholposition bedingt, wie z. B. Absätze zwischen Wandungen am Ende der Magazinleitung und anschließenden Abschnitten im Bereich des Schiebers bzw. der Abholposition, zu vermeiden. Weiter ist es vorteilhaft, dass bereits in einer Warteposition, wenn sich der Schieber nicht bewegt und das Einpresselement positionsrichtig in der Abholposition ist, das Einpresselement für einen anschließenden Verschiebevorgang vorbereitet bzw. definiert positioniert ist.
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Alternativ ist es nicht ausgeschlossen, dass das Einpresselement auf einer nicht mitbewegten Auflage beim Versetzen von der Abhol- in die Ladeposition sitzt. Dann schiebt der Schieber das Einpresselement sozusagen vor sich her.
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Durch die Gestaltung der Auflage kann zudem auf eine gewünschte Orientierung bzw. Positionierung des Einpresselements in der Abholposition eingewirkt werden. Beispielsweise kann die mit der Auflage gebildete Auflageebene für das Aufliegen des Einpresselements parallel zur Horizontalen oder geneigt dazu sein.
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Für eine sichere und exakte Positionierung des Einpresselements auf der Auflage sind weitere Gegenabschnitte bzw. Begrenzungen vorhanden, an denen das positionsgenau in der Abholposition befindliche Einpresselement anstößt. Zumindest ein weiterer Gegenabschnitt kann am Schieber vorhanden sein, zum Beispiel ein zur Auflage abgewinkelter, insbesondere senkrecht abgewinkelter Wandungsabschnitt. So kann ein Einpresselement in der Abholposition zumindest gegen zwei zueinander winklig stehende Anschlagflächen am Schieber anstoßen. In der Regel sind weitere die Abholposition definierende Gegenabschnitte am Schieber und/oder an weiteren Bauteilen vorhanden.
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Es ist überdies vorteilhaft, dass der Schieber derart ausgebildet ist, aus einer Bereitschaftsposition mit einer Hinbewegung das vorderste Einpresselement in die Ladeposition zu versetzen, wobei ein zum vordersten Einpresselement nächstes Einpresselement in der Reihe der Einpresselemente in die Abholposition gelangt, nachdem der Schieber die Bereitschaftsposition wieder erreicht hat. So kann ein exakt getaktet verlaufender Ablauf der Bereitstellung von Einpresselementen sichergestellt werden, was die Störwahrscheinlichkeit bezüglich der Vorlage von Einpresselementen in der Abholposition verringert. Ein ggf. problematisches Vorlegen des Einpresselement zu einem früheren Zeitpunkt in die Abholposition ist damit ausgeschlossen. Erst nach dem der Schieber vollständig in seine Bereitschaftsposition gekommen ist, und erst dann bzw. frühestens der nächste Versetzzyklus gestartet werden kann, wird das nächste Einpresselement unter der Wirkung der Gewichtskräfte der in der Reihe vorhandenen Einpresselemente in die Abholposition geschoben. Ein frühzeitiges Nachrutschen eines Einpresselements kann zum Beispiel mit dem Schieber selbst bereitgestellt werden. Dann kann der Schieber während seiner Rückbewegung in die Bereitschaftsposition auch als Blockade für ein Nachrutschen eines zweitvordersten Einpresselements fungieren. Eine Seite des Schiebers kann beispielsweise einen Zugang zur Abholposition von der Magazinleitung her sperren bzw. erst mit Erreichen der Bereitschaftsposition freigeben.
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Mit dem insbesondere linear angetriebenen Schieber wird von der anstehenden Reihe bzw. Kette der Einpresselemente das vorderste Einpresselement aus der Abholposition weggeschoben. Es ist aber auch eine andere Bewegungsart des Schiebers möglich zum Beispiel eine Schwenk- und/oder Drehbewegung.
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Vorteilhafterweise ist das Andrückelement federbelastet, insbesondere ein federbeaufschlagtes bewegbares Druckstuck. Das Druckstück drückt unter der Federkraft mit einem Abschnitt gegen einen Abschnitt am Einpresselement. Das Andrückelement kann insbesondere schwenkbar, linear verfahrbar und/oder drehbar beweglich sein.
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Die Federbeaufschlagung des Andruckelements federbelastet ist, insbesondere bzw. des Druckstucks kann beispielsweise über eine Spiralfeder oder eine andere Federanordnung realisiert werden.
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Durch ein federbelastetes Andrückelement lassen sich Höhentoleranzen beim Einpresselement ausgleichen.
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Eine vorteilhafte Modifikation des Erfindungsgegenstandes zeichnet sich dadurch aus, dass eine Anschlagkontur vorhanden ist, gegen welche das vorderste Einpresselement in der Abholposition unter der Wirkung der weiteren in der Magazinleitung aufgereihten Einpresselemente gedrückt wird, wobei die Anschlagkontur derart ausgebildet ist, dass eine durch die Mitte des vordersten Einpresselements gehende Symmetrieachse des Einpresselements in der Abholposition versetzt ist zu einer Mittelachse des Bewegungsweges des Einpresselements beim Versetzen aus der Abholposition in die Ladeposition. Der Versatz des Einpresselements in der Abholposition über die Mitte des Bewegungsweges der anschließenden Versatzbewegung des Einpresselements in die Ladeposition ist vorzugsweise nur sehr gering, zum Beispiel ein Bruchteil eines Millimeters. Das Einpresselement rutscht beim Einnehmen der Abholposition also sozusagen etwas weiter als eigentlich gewünscht und muss daher später beim Verschieben mit dem Schieber wieder um diese Strecke zurückbewegt werden.
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Damit kann verhindert werden, dass ein Einpresselement nicht weit genug verschoben und die Abholposition nicht ganz erreicht wird. In diesem Fall würde das Einpresselement undefiniert weit in einen Scherbereich des Schiebers bei dessen Bewegung ragen. Das wird sicher mit der weiter in Nachrutschrichtung weg gesetzten Anschlagkontur vermieden. Beim anschließenden Verschiebevorgang durch den Schieber wird das Einpresselement definiert über z. B. eine entsprechende schräge Führungsfläche an der Anschlagkontur, an welcher das Einpresselement entlang gleiten kann, wieder in die exakte Position im Verschiebeweg gebracht. Dadurch kann eine sichere Verarbeitung des Einpresselements gewährleistet werden.
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Weiter ist es vorteilhaft, dass eine Klemmaufnahme vorhanden ist, die ein Einpresselement in der Ladeposition klemmend hält. So kann mit dem Verschieben des vordersten Einpresselements in die Ladeposition mit dem Erreichen der Ladeposition das Einpresselement gegen eine Klemmkraft fixiert werden. Das in der Ladeposition klemmend gehaltene Einpresselement kann somit nicht in eine Richtung zurück in Richtung der Abholposition oder weg vom Stempel gelangen. Insbesondere kann das geklemmt gehaltene Einpresselement nicht in einen Scherbereich des Stempels bei dessen Relativbewegung zur Matrize gelangen.
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Es ist außerdem vorteilhaft, dass die Magazinleitung an einem Setzkopf der Pressvorrichtung lösbar anbringbar ist. So kann beispielsweise eine Störkontur durch die insbesondere zu Teilen der Presseinrichtung beabstandete bzw. frei verlaufende Magazinleitung in der Nähe des Setzkopfes umgebaut werden, so dass ein betrachteter Bereich freigehalten werden kann. In der Regel wird die Magazinleitung an zumindest einer weiteren Stelle der Presseinrichtung lösbar fixiert.
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Es ist überdies vorteilhaft, dass eine Sensoranordnung vorgesehen ist, welche das positionsrichtige Vorhandensein eines Einpresselements in der Ladeposition erkennt. So kann beispielsweise über eine Lichtschrankenanordnung immer sicher festgestellt werden, ob ein Einpresselement in der Ladeposition vorhanden ist. Insbesondere ist es auch möglich eine exakte Ladeposition des Einpresselements festzustellen.
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Es ist außerdem vorteilhaft dass eine Sensorüberwachung zur Kontrolle des Vorhandenseins einer vorgebbaren Zahl von in der Magazinleitung stapelartig übereinander vorlegbaren mehreren Einpresselementen vorhanden ist. Mit der Sensorüberwachung kann sichergestellt werden, dass immer eine Mindestzahl von Einpresselementen bzw. Stanzmuttern in der Magazinleitung vorhanden ist. In Folge wirkt immer eine ausreichend große Kraft, welche das Nachrutschen der Einpresselemente sicherstellt.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Presseinrichtung zum Einbringen eines Einpresselements in ein Werkstück, mit einem Stempel und einer Matrize, die relativ zueinander bewegbar sind, wobei ein Einpresselement aus einer Ladeposition an der Presseinrichtung durch Einwirken des Stempels auf das Einpresselement bei einer Relativbewegung zwischen dem Stempel und der Matrize in ein mit der Matrize abgestütztes Werkstück einpressbar ist. Erfindungsgemäß ist eine der oben beschriebenen Vorrichtungen zum Bereitstellen von Einpresselementen an der Presseinrichtung vorhanden. Damit lassen sich die oben diskutierten Vorteile an einer entsprechenden Presseinrichtung realisieren.
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Figurenbeschreibung:
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind anhand des in den Figuren dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Im Einzelnen zeigt:
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1 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Presseinrichtung in perspektivischer Darstellung,
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2 ein Detail der Presseinrichtung gemäß 1 mit teilweise transparent dargestellten Bauteilabschnitten in perspektivischer Ansicht in Richtung des Pfeils P1 in 1,
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3 eine Schnittansicht durch einen Teil der Presseinrichtung gemäß der Linie A-A aus 2,
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4 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Ansicht gemäß 3,
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5 eine perspektivische Ansicht auf einen Ausschnitt der Anordnung gemäß 3 unter Weglassung von Bauteilabschnitten und
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6 eine Ansicht von oben auf die in 5 gezeigte Anordnung gemäß der Schnittlinie B-B aus 4.
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1 zeigt einen perspektivischen Ausschnitt mit einem sogenannten Setzkopf einer als Stanzmutternsetzwerkzeug 1 ausgebildeten Press- bzw. Stanzeinrichtung, wobei insbesondere ein matrizenseitiger Teil der Stanzeinrichtung und Leitungsabschnitte nicht dargestellt sind. Das Stanzmutternsetzwerkzeug 1 dient zum Einstanzen von Stanzmuttern, von denen die Stanzmuttern 2, 2a, 2b, 2c gezeigt sind, in ein Werkstück (nicht gezeigt), zum Beispiel ein Blech, mit einem linear hin- und herbewegbaren Stempel 3 und einer mit dem Stempel 3 zusammenwirkenden Matrize. Dabei wird mit Hilfe der einzupressenden Stanzmutter eine Aussparung aus dem Werkstück ausgestanzt und die Stanzmutter dann in die betrffende Aussparung im Werkstück gedrückt, wobei ein Formschluss zwischen dem Werkstück und der Stanzmutter herstellbar ist.
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Der Stempel 3 bewegt zum Einstanzen die Stanzmutter 2 in Richtung des Werkstücks. Die Stanzmutter 2 befindet sich vor dem Einstanzvorgang gemäß 2 in einer Ladeposition LP, wo die Stanzmutter 2 in einer außen am Stempel 3 vorhandenen Haltevorrichtung 5 vereinzelt klemmend fixiert ist.
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Dabei kommen hier beispielsweise vier am Umfang verteilt außen an der Stanzmutter angreifende und etwas federnd ausgebildete Haltebacken 5a, 5b, 5c und 5d zum Einsatz, deren Kontaktkontur auf die Außenform der Stanzmutter 2 abgestimmt ist, so dass an mehreren insbesondere paarweise zusammenwirkenden, wie bei den Haltebacken 5c und 5d, bzw. an gegenüberliegenden Stellen, wie bei den Haltebacken 5a und 5b, an der Stanzmutter 2 eine Haltekraft auf die Stanzmutter aufbringbar ist. Die Kontaktkontur der Haltebacken 5a bis 5d ist hier an die Außenzylinderform der Stanzmutter 2 angepasst entsprechend konkav bzw. gebogen. Die vorderen gegenüberliegenden Haltebacken 5a und 5b sind zudem jeweils mit einer trichterartigen Einlaufflanke zum leichteren Einschieben und federnden Aufbiegen der Stanzmutter 2 versehen. Aus der Ladeposition LP wird beim anschließenden Stanzvorgang durch die Relativbewegung zwischen dem Stempel 3 und der Matrize, insbesondere wenn der Stempel 3 einen entsprechenden Stempelhub ausführt, die Stanzmutter 2 in Pfeilrichtung 25 bewegt und nach unten in das Werkstück eingestanzt. Bevorzugt stehen die Bewegungsrichtungen P2 und P5 senkrecht zueinander.
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Das Stanzmutternsetzwerkzeug 1 umfasst eine Übergabestation 4 für die Zuführung von Stanzmuttern aus einer Magazinleitung 6 in die Ladeposition LP. Mit der Magazinleitung 6 wird ein Stanzmutternvorrat gebildet, wobei die Stanzmuttern lagerichtig stapelartig aufeinander liegend positioniert sind bzw. in einer Kette nacheinender berührend aufgereiht sind. Die Kette der Stanzmuttern führt bis zu einer Abholposition AP in der Übergabestation 4, so dass die Abholposition AP durch die in der Kette vorderste Stanzmutter 2a besetzt ist. Die vorderste Stanzmutter 2a wird in der Abholposition AP anschließend aus der Kette einzeln getrennt und in die Ladeposition LP überführt. Der Übergabevorgang von der Abholposition AP in die Ladeposition LP erfolgt insbesondere ohne Zwischen- bzw. Halteposition, insbesondere quer zur Richtung der Kette der Stanzmuttern, es ist aber auch ein Weiterbewegen schräg zur Kettenrichtung oder in Richtung der Kette der Stanzmuttern nicht ausgeschlossen.
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Die Bevorratung mit Stanzmuttern aus zum Beispiel einem Hauptmagazin erfolgt mit der in vertikaler Richtung aufrecht stehenden Magazinleitung 6, welche über wesentliche Abschnitte insbesondere frei beabstandet zu weiteren Abschnitten des Stanzmutternsetzwerkzeuges 1 ausgebildet ist (siehe 1).
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Mit einem Minimum-Sensor 7 bzw. einem Maximum-Sensor 8 wird immer eine Mindestanzahl von Stanzmuttern in der Magazinleitung 6 überwacht, zum Beispiel durch eine Verbindung der Sensoren 7, 8 mit einer übergeordneten Kontrolleinrichtung zur Kontrolle des Betriebs des Stanzmutternsetzwerkzeugs 1. So ist sichergestellt, dass immer eine ausreichende, von der Schwerkraft der aufgenommenen Stanzmuttern abhängige Kraft zum Nachrutschen der Mutternkette wirkt.
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Am unteren mit der Übergabestation 4 verbunden Ende der Magazinleitung 6 weist diese einen gebogen ausgebildeten Leitungsabschnitt 6a auf, dessen vorderes Ende mit einem Gehäuse 4a der Übergabestation 4 verschraubt ist.
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Wie 6 zeigt, ist im Gehäuse 4a eine Öffnung 9 und ein anschließender Leitungsabschnitt 10 vorhanden, in welchen die der Leitungsabschnitt 6a endseitig mündet. Im Leitungsabschnitt 10 ist eine unterste bzw. vorderste Stanzmutter 2a in der Abholposition AP und eine zur Stanzmutter 2a benachbarte bzw. vorletzte Stanzmutter 2b vollständig in der Übergabestation 4 aufgenommen. Eine weitere drittletzte Stanzmutter 2c im Bereich der Öffnung 9 ragt teilweise in den Leitungsabschnitt 10. Die Stanzmuttern 2a, 2b und 2c sind gemäß des gebogenen Leitungsabschnitts 6a noch nahezu horizontal nebeneinander liegend. Weiter oben im Leitungsabschnitt 6a sind weitere Stanzmuttern übereinander angeordnet, so dass unter der Schwerkraft alle weiteren übereinander gestapelten Stanzmuttern eine Kraftwirkung hervorrufen, welche ein selbsttätiges Nachrutschen der Kette der Stanzmuttern in Richtung des Pfeils P4 in 6 ermöglicht, wenn die Abholposition AP nicht besetzt ist oder das Nachrutschen nicht blockiert ist, was weiter unten noch erläutert wird.
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Eine gesonderte bzw. apparativ bereitzustellende Einstoßerkraft zum Stoßen von Stanzmuttern in eine Abholposition, wie bei bekannten Anordnungen, ist erfindungsgemäß nicht notwendig, was vorteilhaft ist, denn insbesondere entfällt damit eine mechanisch belastete flexible Leitung. Insbesondere treten bei solchen Leitungen regelmäßig Störungen durch zum Beispiel ein Versagen der Leitung selbst und/oder einer Befestigung zwischen der flexiblen Leitung und Anschlussabschnitten auf.
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Die innere Struktur und die Funktion der Übergabestation 4 mit einem Zuführmechanismus für Stanzmuttern wird insbesondere aus den 3 bis 6 deutlich. Die Stanzmuttern 2a, 2b, 2c und weitere in der Magazinleitung 6 oberhalb vorhandene Stanzmuttern werden nach Erreichen der Abholposition AP von einem zum Beispiel hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetriebenen insbesondere linear beweglichen Schieber 11 aus der Kette der Stanzmuttern 2a, 2b, 2c usw. vereinzelt. Hierzu wird die vorderste Stanzmutter 2a, die auf einer Auflage 11a eines Absatzes des Schiebers 11 aufsitzt, in Richtung der Ladeposition LP weggeschoben, bis die Stanzmutter 2a die Ladeposition LP in der Haltevorrichtung 5 erreicht. Dies erfolgt durch eine Hinbewegung des Schiebers 11 aus einer in den 3 bis 6 gezeigten zurückbewegten Bereitschaftsposition in Richtung des Pfeils P2 (siehe 4). Dabei legt der Schieber 11 und damit die Stanzmutter 2a in einer Querleitung 14 einen Verschiebeweg a zurück (siehe 4), wobei die Stanzmutter 2a in ihrer räumlichen Orientierung nicht verändert wird.
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In der Übergabestation 4 ist ein Andruckmechanismus integriert, mit dem beim Versetzen der Stanzmutter 2a aus der Abholposition AP in die Ladeposition LP sich die Stanzmutter 2a immer in einer gesicherten und definierten Position befindet. Der Andruckmechanismus wirkt dabei auf die auf der Auflage 11a vorhandene Stanzmutter 2a bei deren Bewegung in die Ladeposition LP. Dies erfolgt mit einem beweglichen Andrückelement 12, das um eine Schwenkachse S (3 und 5) schwenkbar gelagert und über eine Spiralfeder 13 federkraftbeaufschlagt ist.
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Beim Vorhub des Schiebers 11 gemäß des Bewegungspfeils P2 drückt das Andrückelement 12 mit einer Unterseite 16a einer mittig vorstehend ausgeschnittenen Nase 16 des vorderen Teils des Andrückelements 12 unter der Federkraft der Spiralfeder 13 auf einer Oberseite der Stanzmutter 2a. Damit wird die Stanzmutter 2a gegen die Auflage 11a gedrückt und in ihrer Position gesichert. Hierzu taucht die Nase 16 in eine komplementär zur Nase 16 abgestimmte Nut 17 oben am Schieber 11, wobei ein Nutgrund 17a der Nut 17 so vorhanden ist, dass in allen toleranzbedingt möglichen Höhen der Stanzmutter 2a der Nutgrund 17a unterhalb der Oberseite der Stanzmutter 2a liegt.
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Die Nut 17 wird in Nutlängsrichtung beidseitig begrenzt von stegartigen Erhöhungen 18 und 19 mit jeweils einer Anlaufschräge 18a bzw. 19a und einem ebenen Abstützabschnitt 18b bzw. 19b. Die Abstützabschnitte 18b bzw. 19b liegen etwas oberhalb einer Oberseite der Stanzmutter 2a.
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Damit das Andrückelement 12 mit der Unterseite 16a der Nase 16 ausgehend von der Ladeposition LP auf die Oberseite der Stanzmutter 2a andrücken kann, drückt in einem Vorhub des Schiebers 11 gemäß des Bewegungspfeils P2 (4) die Stanzmutter 2a gegen einen konvex bzw. gewölbt ausgestalteten Abschnitt eines Absatzes 12a, über welchen die Nase 16 nach unten versetzt am Andrückelement 12 ausgebildet ist. Mit dem weiteren Vorhub des Schiebers 11 samt Stanzmutter 2a wird das Andrückelement 12 nach oben gemäß des Pfeils P4 gegen die Federkraft der Spiralfeder 13 verschwenkt bis die Unterseite 16a der Nase 16 auf die Oberseite der Stanzmutter 2a unter der Federkraft der Spiralfeder 13 drückt.
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Mit dem Andrückelement 12 wird gemäß dem in den 3 bis 6 dargestellten Zustand außerdem sichergestellt, dass sich die Stanzmutter 2a aus der Abholposition AP nicht unkontrolliert in Richtung der Querleitung 14 wegbewegen kann. Denn die Stanzmutter 2a steht an dem konvexen Abschnitt des Absatzes 12a des Andrückelements 12 an. Auch nach allen anderen Seiten ist ein Wegbewegen der Stanzmutter 2a in der Abholposition AP durch eine zur Auflage 11a nach oben abgewinkelte Wandung des Schiebers 11, einen Abschnitt des Gehäuses 4b und die Stanzmutter 2b blockiert. Nach unten wirkt die Auflage 11a und nach oben der konvexe Abschnitt des Absatzes 12a als Anschlag.
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Nachdem eine Stanzmutter in die Ladeposition LP gebracht wurde, bewegt sich der Schieber 11 gemäß des Pfeils P3 in seine Bereitschaftsposition zurück, wobei beim Rückhub des Schiebers 11 über die Haltevorrichtung 5 sichergestellt ist, dass sich keine Stanzmutter in einem Scherbereich 15 zwischen der Hüllkurve des Stempelbewegungsweges und der Querleitung 14 bzw. festen Abschnitten der Übergabestation 4 befindet und es somit ausgeschlossen ist, dass es im Laufe eines Stempelhubs nach unten zu Schäden an dem Stanzmutternsetzwerkzeug 1 bzw. der Übergabestation 4 kommt.
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Beim Rückhub des Schiebers 11 läuft die Nase 16 unterseitig auf dem Hutgrund 17a der Nut 17.
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Zur Kontrolle des Vorhandenseins einer Stanzmutter in der Ladeposition LP ist eine Sensoranordnung 20 vorhanden (siehe 2), welche beispielhaft als Präzisionslichtschranke ausgebildet ist. Durch einen Lichtstrahl einer Sendeeinheit der Sensoranordnung 20, wobei in 2 ein möglicher Lichtstrahlweg 21 beidseitig der Stanzmutter 2 zum besseren Verständnis angedeutet ist, kann im Zusammenwirken mit einer entsprechenden Empfangseinheit der Sensoranordnung 20 präzise erkannt werden, ob die Stanzmutter 2 richtig geladen wurde bzw. sich in ihrer korrekten Ladeposition LP befindet.
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Durch das mit der Sensoranordnung 20 bereit gestellte optische Verfahren ist vorteilhafter Weise das Verfahren universell bzw. unabhängig von einem Mutternwerkstoff einsetzbar.
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Für einen toleranzbedingt notwendigen Schaltüberdeckungsbereich des Lichtstrahls 19 kann ein Restrisiko einer klemmenden Stanzmutter einfach durch eine Fase 22 bzw. und/oder Einlaufschräge minimiert werden. Die Fase 22 dient beim Stempelhub in Richtung P5 zum unkritischen Hineingleiten in einen Stempelkanal 24 einer bezogen auf eine zur idealen Ladeposition LP etwas in Richtung der Querleitung 14 versetzten Stanzmutter.
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Durch entsprechende konstruktive Maßnahmen ist ein Störkonturbereich der Magazinleitung 6 bzw. dazugehörige Elemente wie beispielsweise die Sensoren 7 und 8 ohne zusätzliche Teile umbaubar, beispielsweise von einer rechten Seite auf eine gegenüberliegende linke Seite an der Übergabestation 4 oder an eine Rückseite 4c der Übergabestation 4.
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Außerdem ist ein Anschlag 23 am Ende des Leitungsabschnittes 10 vorhanden, an dem die unterste bzw. vorderste Stanzmutter 2a anstößt bzw. unter der Wirkung der Gewichtskräfte durch die weiteren kettenartig anstehenden benachbarten Stanzmuttern 2b, 2c usw. an den Anschlag 23 gedrückt wird. Ein Übergang von der Fläche des Leitungsabschnittes 10 zum Anschlag 23 ist leicht schräg ausgebildet, so die Stanzmutter 2a mit ihrer Mittelachse über die Verlängerung zur Längsmittelachse des Schiebers 11 hinausbewegt wird und erst durch die Bewegung des Schiebers 11 bzw. mit der Anschrägung des Anschlags 23 wieder etwas zurückgeholt wird. Dadurch wird erreicht, dass die Stanzmutter 2a zuverlässig und vollständig in den Aufnahmebereich des Schiebers 11 gelangt, ohne zu verklemmen. Bei Stanzmuttern mit runder Außenform ist dies gegebenenfalls weniger kritisch als bei rechteckigen, quadratischen oder anderen mit eckiger Außenform gebildeten Stanzmuttern.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Stanzmutternsetzwerkzeug
- 2
- Stanzmutter
- 2a–2c
- Stanzmutter
- 3
- Stempel
- 4
- Übergabestation
- 4a, 4b
- Gehäuse
- 4c
- Rückseite
- 5
- Haltevorrichtung
- 5a–5d
- Haltebacken
- 6
- Magazinleitung
- 6a
- Leitungsabschnitt
- 7
- Minimum-Sensor
- 8
- Maximum-Sensor
- 9
- Öffnung
- 10
- Leitungsabschnitt
- 11
- Schieber
- 11a
- Auflage
- 12
- Andrückelement
- 12a
- Absatz
- 13
- Spiralfeder
- 14
- Querleitung
- 15
- Scherbereich
- 16
- Nase
- 16a
- Unterseite
- 17
- Nut
- 17a
- Nutgrund
- 18, 19
- Erhöhung
- 20
- Sensoranordnung
- 21
- Lichtstrahlweg
- 22
- Fase
- 23
- Anschlag
- 24
- Stempelkanal
