DE102016113114A1

DE102016113114A1 - Stanzniet-Zuführeinrichtung und Stanznietvorrichtung

Info

Publication number: DE102016113114A1
Application number: DE102016113114.8A
Authority: DE
Inventors: Timo Kohlstädt; Stefan Lippert; Joachim Möser; Michael Meier
Original assignee: Newfrey LLC
Current assignee: Newfrey LLC
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2018-01-18
Also published as: EP3278902A3; US20180015530A1; EP3278902A2; US10589340B2

Abstract

Zuführeinrichtung (10) für Fügeelemente (12), die einen sich entlang einer Fügeelementachse (18) erstreckenden Schaft (16) mit einem ersten Durchmesser (D1) und einen daran anschließenden Kopf (14) mit einem zweiten Durchmesser (D2) aufweisen, der größer ist als der erste Durchmesser (D1), mit einer Basis (20), die einen ersten Fügeelementkanal (30), einen zweiten Fügeelementkanal (32) und einen dritten Fügeelementkanal (34) aufweist, die zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen Kanalebene (28) angeordnet sind, die jeweils einen an die Form der Fügeelemente (12) angepassten Querschnitt haben und die jeweils eine Öffnung (36, 42, 46) im Bereich von einer Außenseite (40) der Basis aufweisen. Dabei sind der erste und der zweite Fügeelementkanal (30, 32) unter einem Weichenwinkel (56) zueinander ausgerichtet sind, der in einem Bereich von 5° bis 45° liegt, wobei der erste und der zweite Fügeelementkanal (30, 32) über eine Weichenanordnung (50) in den dritten Fügeelementkanal (34) übergehen.

Description

Die vorlegende Erfindung betrifft eine Zuführeinrichtung für Fügeelemente, insbesondere für Stanzniete, die einen sich entlang einer Fügeelementachse erstreckenden Schaft mit einem ersten Durchmesser und einen daran anschließenden Kopf mit einem zweiten Durchmesser aufweisen, der größer ist als der erste Durchmesser, mit einer Basis, die einen ersten Fügeelementkanal, einen zweiten Fügeelementkanal und einen dritten Fügeelementkanal aufweist, die in einer gemeinsamen Kanalebene angeordnet sind, die jeweils einen an die Form der Fügeelemente angepassten Querschnitt haben und die jeweils eine Öffnung im Bereich von einer Außenseite der Basis aufweisen.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Fügevorrichtung zum Fügen von Fügeelementen auf oder in Werkstücke, insbesondere zum Stanznieten, mit einem Fügekopf und mit einer Fügeelement-Zuführanordnung, mittels der vereinzelte Fügeelemente zuführbar sind, wobei die Fügeelement-Zuführanordnung wenigstens einen Zuführkanal aufweist, in dem Fügeelemente zuführbar sind.
Auf dem Gebiet der Fügevorrichtungen, insbesondere auf dem Gebiet der Stanznietvorrichtungen, ist es bekannt, Fügeelemente wie Stanzniete automatisiert zuzuführen. Die Zuführung erfolgt entweder direkt zu einem Fügekopf, und zwar in vereinzelter Form. An dem Fügekopf kann jedoch auch ein Magazin vorgesehen sein, das an einer stationären Befüllvorrichtung befüllbar ist. In diesem Fall erfolgt die automatisierte Zuführung zu der stationären Übergabestelle.
Ferner ist es bekannt, mit einer Fügevorrichtung Fügeelemente unterschiedlicher Form, bspw. Stanzniete unterschiedlicher Länge zu verarbeiten. Die Stanzniete werden in der Regel in sog. Vereinzelungseinrichtungen sortenrein zur Verfügung gestellt. Um das Fügen von unterschiedlichen Fügeelementen zu ermöglichen, können an dem Fügekopf unterschiedliche Magazine vorgesehen sein, es können auch mehrere Zuführschläuche zu einem Fügekopf vorgesehen sein etc.
Es soll auch bekannt sein, eine Verteilervorrichtung mit einem Schieber vorzusehen, bei dem ein Ausgangskanal pneumatisch über ein Schlittensystem mit zwei oder mehr Eingangskanälen in Ausrichtung gebracht werden kann.
In der Regel erfordern derartige Schiebereinrichtungen zusätzliche Steuerungselemente und haben häufig einen komplizierten Aufbau.
Insbesondere Stanzniete sind in Zuführeinrichtungen so zuzuführen, dass sie eine vorbestimmte Orientierung beibehalten, wobei die in der Zuführrichtung enthaltenen Kanäle zu diesem Zweck einen an die Form der Fügeelemente angepassten Querschnitt haben, bspw. einen Kopfbereich und einen Schaftbereich. Hierbei können die Fügeelemente so gefördert werden, dass ihre Fügeachse bzw. deren Schaftachse quer zu der Zuführrichtung ausgerichtet ist.
Bei Fügeelement-Zuführanordnungen mit Fügeelementkanälen, die einen runden Querschnitt haben und bei denen die Fügeelemente mit ihrer Längsachse parallel zur Zuführrichtung zugeführt werden, sind Übergänge zwischen Zuführkanälen vergleichsweise einfach zu realisieren, wie es bspw. bekannt geworden ist aus den Dokumenten CN 204 700 523 U oder CN 102 873 440 B .
Bei Fügeelement-Zuführanordnungen, bei denen Fügekanäle hingegen einen an die Form der Fügeelemente angepassten Querschnitt haben, insbesondere, um die Fügeelemente mit ihrer Fügeachse quer zur Zuführrichtung transportieren zu können, soll das Verteilen von zugeführten Zuführelementen generell auf der Grundlage von Schieberelementen erfolgen, bei denen ein Ausgangskanal pneumatisch in Position gebracht wird.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Zuführeinrichtung für Fügeelemente sowie eine verbesserte Fügevorrichtung zum Fügen von Fügeelementen auf oder in Werkstücke anzugeben.
Die obige Aufgabe wird bei der eingangs genannte Zuführeinrichtung dadurch gelöst, dass der erste und der zweite Fügeelementkanal unter einem Weichenwinkel zueinander ausgerichtet sind, der in einem Bereich von 5° bis 45° liegt, insbesondere in einem Bereich von 10° bis 35°, und besonders bevorzugt in einem Bereich von 15° bis 25°, wobei der erste und der zweite Fügeelementkanal über eine Weichenanordnung in den dritten Fügeelementkanal übergehen.
Bei der eingangs genannten Fügevorrichtung wird die obige Aufgabe dadurch gelöst, dass die Fügeelement-Zuführanordnung eine erfindungsgemäße Zuführeinrichtung aufweist.
Die Zuführeinrichtung und die damit ausgestattete Zuführvorrichtung lassen sich kostengünstig realisieren. In vielen Fällen kann die Zuführeinrichtung mit nur zwei Teilen realisiert werden. Vorzugsweise ist keine zusätzliche Steuerung notwendig.
Die Zuführeinrichtung ist vorzugsweise beliebig erweiterbar, insbesondere kaskadierbar, so dass mehr als zwei Fügeelementkanäle letztlich auf einen einzelnen Fügeelementkanal zusammengeführt werden können.
Die Zuführeinrichtung kann platzsparend mit sehr geringen Abmessungen realisiert werden, ist vorzugsweise leicht zu reinigen und/oder hat vorzugsweise einen einfachen Aufbau.
Zudem kann die Zuführeinrichtung einen geringen Wartungsaufwand haben.
Der dritte Fügeelementkanal ist vorzugsweise unter einem ersten Umlenkwinkel zu dem ersten Fügeelementkanal ausgerichtet, der in einem Bereich von 0° bis 15° liegt. Der dritte Fügeelementkanal ist vorzugsweise unter einem zweiten Umlenkwinkel zu dem zweiten Fügeelementkanal ausgerichtet, wobei der zweite Umlenkwinkel vorzugsweise in einem Bereich von 5° bis 20° liegt.
Der zweite Umlenkwinkel ist vorzugsweise größer als der erste Umlenkwinkel.
Die Umlenkwinkel sind vorzugsweise jeweils kleiner als der Weichenwinkel. Eine Längsachse des Fügeelementkanals liegt vorzugsweise in der Kanalebene zwischen dem ersten und dem zweiten Fügeelementkanal.
Die Kanalebene verläuft vorzugsweise innerhalb der Basis. Der Querschnitt der Fügeelementkanäle ist vorzugsweise polygonal und/oder so ausgebildet, dass die Fügeachse von darin geförderten Fügeelementen quer zu der Zuführrichtung ausgerichtet ist.
Die Kanalhöhe der einzelnen Fügeelementkanäle in der Zuführeinrichtung kann identisch sein. Es ist jedoch auch möglich, dass sich die Kanalhöhen des ersten und des zweiten Fügekanals unterscheiden. Eine Kanalhöhe des dritten Fügeelementkanals ist vorzugsweise mindestens so groß wie die größte Kanalhöhe des ersten und des zweiten Fügeelementkanals.
Die Kanalhöhe ist die Erstreckung des Fügeelementkanals in Richtung der Längsachse eines darin geführten Fügeelementes.
Die Kanalhöhen sind dabei vorzugsweise so gewählt, dass alle gängigen Fügeelementlängen zuführbar sind.
Es versteht sich, dass die Öffnungen der Fügeelementkanäle und die Übergänge ineinander vorzugsweise so realisiert sind, dass sich an den Schnittstellen keine Störkonturen ergeben.
Bei der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung ist ein erster Zuführkanal vorzugsweise mit dem ersten Fügeelementkanal verbunden, und ein zweiter Zuführkanal ist vorzugsweise mit dem zweiten Fügeelementkanal verbunden.
Die Aufgabe wird vollkommen gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Weichenanordnung eine passive Weichenanordnung ist.
In diesem Fall ist die Weichenanordnung insbesondere eine Einwegweiche bzw. eine unidirektionale Weiche. Die Zuführrichtung durch die Zuführeinrichtung hindurch ist in diesem Fall generell von dem ersten oder dem zweiten Fügeelementkanal hin zu dem dritten Fügeelementkanal.
Bei einer passiven Weichenanordnung ist vorzugsweise keine zusätzliche Steuerung und kein zusätzliches Stellglied notwendig.
Bei einer aktiven Weichenanordnung, die aktiv einstellbar ist, kann die Zuführrichtung der Zuführeinrichtung vorzugsweise auch umgekehrt werden.
Hier ist bspw. ein Aussortieren von Falschteilen möglich. Dabei werden die Fügeelemente über den dritten Fügeelementkanal zugeführt und bspw. als Falschteile hin zu dem zweiten Fügeelementkanal geleitet, und als ordnungsgemäße Teile hin zu dem ersten Fügeelementkanal.
Bei der erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung ist es ferner vorteilhaft, wenn die Querschnitte der drei Fügeelementkanäle so ausgebildet sind, dass die Fügeelementachsen der darin geförderten Fügeelemente parallel zu der Kanalebene ausgerichtet sind.
Hierbei werden die Fügeelemente quasi ”liegend” gefördert.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Querschnitte der drei Fügeelementkanäle jeweils einen Kopfbereich und einen Schaftbereich aufweisen, wobei die Kopfbereiche des ersten und des zweiten Fügeelementkanals stetig in den Kopfbereich des dritten Fügeelementkanals übergehen.
Hierbei werden die Fügeelemente jeweils mittels der Kopfbereiche durch die gesamte Zuführeinrichtung geführt. Die Kopfbereiche der Fügeelementkanäle werden dabei auch über den Übergangsbereich zwischen den drei Kanälen hindurch fortgesetzt, derart, dass die Fügeelemente auch im Übergangsbereich an ihrem Kopf geführt werden können.
Folglich ist es möglich, dass die Fügeelemente auch in diesem Übergangsbereich orientiert bewegt werden, ohne sich zu drehen.
Die Kanalhöhe ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass ein zu starkes Verkippen der Fügeelemente in den Fügeelementkanälen nicht möglich ist.
Bei der obigen Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn die Basis bzw. die Zuführeinrichtung kein bewegliches Element aufweist, so dass sich ein besonders einfacher Aufbau ergibt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Querschnitte der drei Fügeelementkanäle jeweils so ausgebildet sind, dass die Fügeelementachsen der darin geförderten Fügeelemente quer zu der Kanalebene ausgerichtet sind.
Bei dieser Ausführungsform werden die Fügeelemente quasi ”stehend” zugeführt.
Es versteht sich, dass die Fügeelementkanäle auch in diesem Fall jeweils einen Kopfbereich und einen Schaftbereich aufweisen können.
Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn ein zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung an der Basis beweglich gelagertes Weichenelement entweder den ersten oder den zweiten Fügeelementkanal mit dem dritten Fügeelementkanal verbindet.
Das Weichenelement kann dabei vorzugsweise als eine Art Führungselement ausgebildet sein, das in einem Übergangsbereich zwischen den Kanälen in einer Stellung einen Teil eines Kopfbereiches eines Fügeelementkanalquerschnittes bildet, und in der anderen Stellung einen Teil eines Schaftbereiches eines Fügeelementkanalquerschnittes.
Vorteilhaft ist es hierbei, wenn dem Weichenelement eine Rasteinrichtung zugeordnet ist, um das Weichenelement in der ersten und/oder in der zweiten Stellung rastend festzulegen.
Hierdurch kann verhindert werden, dass ein Flattern des Weichenelementes auftritt, insbesondere dann, wenn die Zuführung von Fügeelementkanälen über Zuführluft bzw. Blasluft erfolgt.
Die Rasteinrichtung ist vorzugsweise innerhalb der Basis ausgebildet und/oder so dimensioniert, dass die rastend eingerichteten Stellungen passiv lösbar sind, also bspw. durch Zuführluft.
Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Rasteinrichtung so ausgelegt ist, dass die rastende Festlegung in einer der Stellungen dann überwunden werden kann, um die Stellung des Weichenelementes zu wechseln, wenn durch den Fügeelementkanal Zuführluft zugeführt wird.
Dabei wird das Weichenelement durch die Zuführluft vorzugsweise in die jeweils andere Stellung umgeschaltet, bevor das Fügeelement, das mittels der Zuführluft bzw. Blasluft zugeführt wird, das Weichenelement erreicht.
Die Rasteinrichtung kann insbesondere durch Kugelrasten realisiert werden.
Ferner ist es insgesamt vorteilhaft, wenn das Weichenelement als Schwenkglied ausgebildet und um eine Weichenachse verschwenkbar ist, die quer zu der Kanalebene ausgerichtet ist.
Das Schwenkglied ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es spitz zuläuft, und zwar in Richtung zu dem dritten Fügeelementkanal.
Die Weichenachse ist vorzugsweise in einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Fügeelementkanal angeordnet.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Weichenelement als Schieberglied ausgebildet und ist parallel zu der Kanalebene verschiebbar.
In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn in dem Schieberglied ein vierter Fügeelementkanal und ein fünfter Fügeelementkanal ausgebildet sind, die in der Kanalebene nebeneinander, insbesondere separat voneinander, angeordnet sind, wobei in einer ersten Stellung des Schiebergliedes der vierte Fügeelementkanal den ersten Fügeelementkanal und den dritten Fügeelementkanal miteinander verbindet und/oder wobei in einer zweiten Stellung des Schiebergliedes der fünfte Fügeelementkanal den zweiten Fügeelementkanal und den dritten Fügeelementkanal miteinander verbindet.
Wie oben erwähnt, ist es bevorzugt, wenn das Weichenelement passiv zwischen der ersten und der zweiten Stellung bewegbar ist, insbesondere durch Energie der verwendeten Zuführluft und/oder durch kinetische Energie der zugeführten Fügeelemente.
Ferner ist es in einer alternativen Ausführungsform bevorzugt, wenn dem Weichenelement ein Stellglied zugeordnet ist, mittels dessen das Weichenelement in die erste und/oder in die zweite Stellung bewegbar ist.
Das Stellglied kann ein Aktuator sein, insbesondere ein pneumatischer Aktuator. Das Stellglied kann dabei unabhängig von der Erzeugung von Zuführluft mittels einer Steuereinrichtung betätigbar sein. Alternativ ist es möglich, die Betätigung des Stellgliedes in Abhängigkeit von der Bereitstellung von Zuführluft zu realisieren. Wenn bspw. über den ersten Fügeelementkanal ein Fügeelement mittels Zuführluft zugeführt wird, bringt das Stellglied das Weichenelement in eine solche Position, bei der der erste Fügeelementkanal mit dem dritten Fügeelementkanal verbunden ist. Sofern ein Fügeelement über den zweiten Fügeelementkanal verbunden wird, wird das Stellglied in diesem Fall dazu angesteuert, das Weichenelement in die andere Stellung zu bewegen.
Der Aktuator kann hierbei zumindest als Hilfsenergie Zuführluft verwenden.
Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn die Basis ein erstes Basisteil und ein zweites Basisteil aufweist, die über eine Verbindungsebene miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsebene parallel zu der Kanalebene ausgerichtet ist.
In einer ersten Ausführungsform, insbesondere dann, wenn die Querschnitte der Fügeelementkanäle so ausgebildet sind, dass die Fügeachsen der darin geförderten Fügeelemente parallel zu der Kanalebene ausgerichtet sind, ist es bevorzugt, wenn jedes der Basisteile einen Teilquerschnitt der Fügeelementkanäle bildet, insbesondere jeweils die Hälfte des Querschnittes der Fügeelementkanäle bildet.
In der alternativen Ausführungsform, bei der die Fügeelementachsen von Fügeelementen quer zu der Kanalebene ausgerichtet sind, ist es bevorzugt, wenn die Fügeelementkanäle in einem der Basisteile ausgebildet sind, wohingegen das andere Basisteil einen Deckel für die Fügeelementkanäle entlang der Verbindungsebene bildet. Es ist folglich vorteilhaft, wenn die Fügeelementkanäle in dem ersten Basisteil ausgebildet sind, wobei das zweite Basisteil für die Fügeelementkanäle einen planen Deckel bildet. Mit anderen Worten ist die Form der Fügeelementkanäle vollständig in dem ersten Basisteil ausgebildet, wobei das zweite Basisteil nur einen flachen ebenen Abschluss dieser Fügeelementkanäle bildet. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann bevorzugt, wenn die Querschnitte der Fügeelementkanäle so gebildet sind, dass die Fügeelementachsen der darin geförderten Fügeelemente quer zu der Kanalebene ausgerichtet sind.
Bei der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung ist es bevorzugt, wenn die Fügeelement-Zuführanordnung eine dem wenigstens einen Zuführkanal zugeordneten Blasluftgenerator aufweist, der ausgelöst wird, wenn ein Fügeelement über den wenigstens einen Zuführkanal zuzuführen ist.
Wie oben erwähnt, kann die Blasluft bzw. Zuführluft dann mit einem Stellglied gekoppelt sein, um ein Weichenelement der Zuführeinrichtung zu betätigen. In anderen Fällen ist es hinreichend, wenn die Zuführluft über den Zuführkanal zugeführt wird, wobei die Luftfront das Weichenelement erreicht, bevor das zugeführte Fügeelement das Weichenelement erreicht, so dass die vor dem Fügeelement eintreffende Luftfront dazu verwendet werden kann, um das Weichenelement in die jeweils andere Stellung umzulegen und hierbei ggf. eine Rasteinrichtung zu lösen.
Generell kann ein Stellglied zur Betätigung eines Weichenelementes über einen pneumatischen Antrieb geschaltet bzw. angesteuert werden. Die Ansteuerung kann über Standard-Druckluftanschlüsse an einer Fügeelement-Zuführanordnung erfolgen.
Sämtliche vorliegend angegebenen Bereichsangaben können alternativ einschließlich oder ausschließlich der Bereichswerte sein.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung;
2 eine Draufsicht auf die Zuführeinrichtung der 1;
3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III der 1;
4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der 2;
5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V der 2;
6 eine der 3 vergleichbare Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung;
7 eine der 6 vergleichbare Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung;
8 eine Vorderansicht der Zuführeinrichtung der 7;
9 eine der 6 vergleichbare Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung;
10 eine Vorderansicht der Zuführeinrichtung der 9; und
11 eine schematische Darstellung einer Fügevorrichtung und einer Fügeelement-Zuführanordnung mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung.
In den 1–5 ist eine Zuführeinrichtung für Fügeelemente gezeigt und generell mit 10 bezeichnet.
Die Zuführeinrichtung 10 dient zum Zuführen von Fügeelementen 12, die einen Kopf 14 und einen Schaft 16 aufweisen. Der Schaft 16 ist entlang einer Fügeachse 18 ausgerichtet und erstreckt sich ausgehend von dem Kopf 14 entlang der Fügeachse 18. Der Schaft 16 hat einen Außendurchmesser D₁. Der Kopf 14 hat einen Außendurchmesser D₂. Der Außendurchmesser D₂ des Kopfes 14 ist größer als der Außendurchmesser D₁ des Schaftes 16.
Die Zuführeinrichtung 10 weist eine Basis 20 auf, die ein erstes Basisteil 22 und ein zweites Basisteil 24 aufweist, vorzugsweise aus den zwei Basisteilen besteht.
Das erste Basisteil 22 und das zweite Basisteil 24 sind entlang einer Verbindungsebene 26 miteinander verbunden. Die Basis 20 weist generell eine längliche Form auf, wobei sie an einem axialen Ende schmaler ist als an dem anderen axialen Ende.
In den Figuren ist ferner eine Kanalebene 28 gezeigt, innerhalb der eine Mehrzahl von Fügeelementkanälen angeordnet ist.
Insbesondere sind in der Kanalebene 28 ein erster Fügeelementkanal 30, ein zweiter Fügeelementkanal 32 und ein dritter Fügeelementkanal 34 angeordnet.
Der erste Fügeelementkanal 30 weist eine erste Kanalöffnung 36 auf, die sich hin zu einer ersten Befestigungsschnittstelle 38 erstreckt, die im Bereich einer Außenseite 40 der Basis 20 angeordnet ist. An der ersten Befestigungsschnittstelle 38 kann ein erster Zuführkanal angeschlossen werden.
Der zweite Fügeelementkanal 34 weist eine zweite Kanalöffnung 42 hin zu einer zweiten Befestigungsschnittstelle 44 auf, an der ein zweiter Zuführkanal angeschlossen werden kann. Die zwei Befestigungsschnittstellen 38, 44 befinden sich an einem Längsende der Basis.
Der dritte Fügeelementkanal 34 weist eine dritte Kanalöffnung 46 auf, die sich hin zu einer dritten Befestigungsschnittstelle 48 erstreckt, die an dem anderen Längsende der Basis angeordnet ist.
Der erste Fügeelementkanal 30 und der zweite Fügeelementkanal 32 sind über eine Weichenanordnung 50 mit dem dritten Fügeelementkanal 34 verbunden bzw. gehen über die Weichenanordnung 50 in diesen über.
Der erste Fügeelementkanal 30 und dritte Fügeelementkanal 34 sind unter einem ersten Umlenkwinkel 52 zueinander ausgerichtet, der in einem Bereich von 0° bis 15° liegen kann, jeweils einschließlich. Der zweite Fügeelementkanal 32 und der dritte Fügeelementkanal 34 sind unter einem zweiten Umlenkwinkel 54 zueinander ausgerichtet, der in einem Bereich von 5° bis 20° liegen kann.
Der erste Fügeelementkanal 30 und der zweite Fügeelementkanal 32 sind unter einem Weichenwinkel 56 zueinander ausgerichtet, der vorzugsweise in einem Bereich von 5° bis 45° liegt, insbesondere in einem Bereich von 15° bis 25°.
Die drei Fügeelementkanäle 30, 32, 34 sind innerhalb der Basis 20 so ausgebildet, dass die Fügeelemente 12 darin so gefördert werden, dass ihre Fügeachse 18 jeweils in der Kanalebene 28 liegt. Die Fügeelemente 12 werden in den Fügeelementkanälen 30, 32, 34 ferner so geführt, dass die Fügeachse 18 quer zu der Zuführrichtung bzw. Längserstreckung der Kanäle ausgerichtet ist. Dies ist am deutlichsten in 3 gezeigt.
Die Fügeelementkanäle sind dabei jeweils mit einem Querschnitt ausgestattet, der an die Form der Fügeelemente angepasst ist.
So besitzt der erste Fügeelementkanal 32 einen Kopfbereich 60 zur Aufnahme eines Kopfes 14 eines Fügeelementes 12, wobei der Kopfbereich 60 quer zur Zuführrichtung durch eine Kopfbereichsoberseite 61 begrenzt ist. Ferner beinhaltet der Querschnitt des ersten Fügeelementkanals 30 einen Schaftbereich 62, dessen Form an die Form des Schaftes 16 des zuzuführenden Fügeelementes 12 angepasst ist.
Der Kopfbereich 60 geht über eine Übergangskontur 63 in den Schaftbereich 62 über, wie es insbesondere in den 4 und 5 zu erkennen ist.
Der erste Fügeelementkanal 30 weist ferner eine Kanalhöhe 64 auf (5), die angepasst ist an eine maximale Länge L von über den ersten Fügeelementkanal 30 zuzuführenden Fügeelementen 12 (siehe auch 3).
Der zweite Fügeelementkanal 32 und der dritte Fügeelementkanal 34 sind in ähnlicher Weise an den Querschnitt von Fügeelementen angepasst. Die Kanalhöhe des ersten und des zweiten Fügeelementkanals 30, 32 können unterschiedlich sein. Die Kanalhöhe des dritten Fügeelementkanals 34 ist größer gleich der größten Kanalhöhe von erstem und zweitem Fügeelementkanal 30, 32.
Genauer weist der zweite Fügeelementkanal 32 einen Kopfbereich 66 und einen Schaftbereich 68 auf. Der dritte Fügeelementkanal 34 weist einen Kopfbereich 69 und einen nicht näher bezeichneten Schaftbereich auf.
Die Kopfbereiche 60, 62 des ersten und des zweiten Fügeelementkanals 30, 32 gehen in den Kopfbereich 69 des dritten Fügeelementkanals 34 über.
In der Basis 20 befindet sich daher kein bewegliches Element. Die Fügeelemente werden in den Fügeelementkanälen jeweils mit einer hinreichenden Verkippsicherheit geführt.
In dem Bereich der Weichenanordnung 50 gehen die Kanäle insbesondere stetig ineinander über.
Die Fügeelemente werden dabei insbesondere in dem Übergangsbereich bzw. in der Weichenanordnung 50 jeweils an ihrem Kopf 14 geführt, der in dem jeweiligen Kopfbereich des Fügeelementkanals geführt wird.
Das erste Basisteil 22 und das zweite Basisteil 24 bilden jeweils die Hälfte der Kanalgeometrie ab.
Ein Zuführen von Fügeelementen in den ersten oder in den zweiten Fügeelementkanal 30, 32 kann über Zuführluft bzw. Blasluft erfolgen, kann jedoch auch über Schwerkraft erfolgen.
An den Übergängen von Befestigungsschnittstellen 38, 44, 48 zu den jeweiligen Fügeelementkanälen 30, 32, 34 ergeben sich keine Störkonturen. Die Kanalhöhen lassen ein Zuführen sämtlicher gängiger Fügeelementlängen zu.
Die Kanalhöhen wurden dabei jeweils so gewählt, dass ein zu starkes Verkippen nicht möglich ist.
Die Weichenanordnung 50 ist als unidirektionale passive Weichenanordnung ausgebildet, derart, dass Fügeelemente vorzugsweise ausschließlich von dem ersten Fügeelementkanal 30 oder dem zweiten Fügeelementkanal 32 in Richtung hin zu dem dritten Fügeelementkanal 34 zugeführt bzw. gefördert werden, und nicht umgekehrt.
In den nachfolgenden 6 bis 10 werden weitere Ausführungsformen von Zuführeinrichtungen gezeigt. Diese entsprechen hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Zuführeinrichtung 10 der 1 bis 5. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Bei der in 6 gezeigten Zuführeinrichtung 10' beinhaltet die Weichenanordnung 50' ein Weichenelement 70. Das Weichenelement 70 ist an der Basis 20 um eine Weichenachse 71 zwischen zwei Stellungen S1 und S2 verschwenkbar, wobei die Weichenachse 71 senkrecht zu der Kanalebene (in 6 nicht dargestellt) verläuft.
Die Weichenachse 71 ist zwischen dem ersten und dem zweiten Fügeelementkanal 30, 32 angeordnet. Das Weichenelement 70 erstreckt sich von der Weichenachse 71 in Richtung hin zu dem dritten Fügeelementkanal 34, und läuft insbesondere spitzwinklig in Richtung hin zu dem dritten Fügeelementkanal 34 zu.
In der in 6 in durchgezogenen Linien gezeigten zweiten Stellung 32 sind der zweite Fügeelementkanal 32 und der dritte Fügeelementkanal 34 miteinander verbunden. Die dem zweiten Fügeelementkanal 32 zugewandte Seite des Weichenelementes 70 ist in 6 mit 72 bezeichnet. Diese Seite 72 bildet zumindest in dem Bereich der Weichenanordnung 50' eine Kopfbereichoberseite 72 eines in 6 nicht näher bezeichneten Kopfbereiches 60 des zweiten Fügeelementkanals 32.
In der ersten Stellung S1, die in 6 gestrichelt dargestellt ist, bildet das Weichenelement 70 eine Unterseite eines Schaftbereiches (in 6 nicht näher bezeichnet) des ersten Fügeelementkanals 30. In der ersten Stellung S1 sind der erste Fügeelementkanal 30 und der dritte Fügeelementkanal 34 miteinander verbunden.
Das Weichenelement 70 ist mittels einer Rasteinrichtung 74 in den zwei Stellungen 31, S2 jeweils rastend gehalten. Die Rastkraft ist jedoch so gewählt, dass ein Umschlagen des Weichenelementes 70 von der einen in die andere Stellung alleine durch Druckluft erfolgen kann.
In 6 ist schematisch gezeigt, dass Zuführluft bzw. Druckluft bspw. in den ersten Fügeelementkanal 30 zugeführt wird, während sich das Weichenelement 70 in der Stellung S2 befindet. Beim Zuführen eines Fügeelementes erfolgt ein solcher Druckluftstoß 76 so, dass dieser bei dem Weichenelement 70 ankommt, bevor das damit geförderte Fügeelement an dem Weichenelement 70 ankommt. Der Druckluftstoß 76 ist dabei so groß, dass er die Rasteinrichtung 74 löst, so dass das Weichenelement 70 aus der Stellung 32 in die Stellung S1 umschlägt und folglich für das mittels des Druckluftstoßes 76 zugeführte Fügeelement den Weg von dem ersten Fügeelementkanal 30 in den dritten Fügeelementkanal 34 freigibt. In der Stellung S1 wird das Weichenelement 70 dann wiederum verrastet mittels der Rasteinrichtung 74.
Die zugehörige Verschwenkbewegung des Weichenelementes 70 von der Stellung S2 in Stellung S1 ist in 6 schematisch bei 78 angedeutet.
Alternativ zu einem derartigen passiven Verschwenken des Weichenelementes 70 ist es auch möglich, das Weichenelement 70 mittels eines Stellgliedes 80 zu verschwenken, und zwar zwischen der ersten und der zweiten Stellung S1, S2. Das Stellglied 80 ist vorzugsweise ein Pneumatikaktuator.
In den 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform einer Zuführeinrichtung 10'' gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Zuführeinrichtung 10' der 6 entspricht. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Bei der Zuführeinrichtung 10'' sind die Fügeelementkanäle 30'', 32'', 34'' jeweils so ausgebildet, dass darin geförderte Fügeelemente 12 so ausgerichtet sind, dass deren Fügeachse 18 senkrecht zu der Kanalebene 28” ausgerichtet ist. Auch in diesem Fall verläuft die Fügeachse 18 senkrecht zu der Zuführrichtung bzw. der Längsrichtung der Kanäle.
Das Weichenelement 70 bildet dabei in der Weichenanordnung 50 jeweils eine Auflage nach der Art der in 5 gezeigten Übergangskontur, so dass sich der Kopf 14 eines Fügeelementes, das an dem Weichenelement 70 geführt wird, auf der Oberseite des Weichenelementes 70 abstützen kann.
In den 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform einer Zuführeinrichtung 10''' gezeigt, die hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell der Zuführeinrichtung 10'' der 7 und 8 entspricht. Gleiche Elemente sind daher durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Folgenden werden im Wesentlichen die Unterschiede erläutert.
Während in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der 6 bis 8 das Weichenelement 70 jeweils als Schwenkelement ausgebildet ist, das um eine Schwenk- bzw. Weichenachse 71 verschwenkbar ist, ist bei der Zuführeinrichtung 10''' das Weichenelement 70''' als Schieberglied ausgebildet, das in einer Ebene parallel zu der Kanalebene 28''' verschieblich an der Basis 20''' gelagert ist.
An dem Schieberglied 70''' sind dabei ein vierter Fügeelementkanal 86 und ein fünfter Fügeelementkanal 88 ausgebildet, die in der Kanalebene 28''' nebeneinander und separiert voneinander ausgebildet sind.
In der in 9 gezeigten ersten Stellung S1 ist der vierte Fügeelementkanal 86 dabei mit dem ersten Fügeelementkanal 30''' und dem dritten Fügeelementkanal 34''' ausgerichtet, derart, dass ein Fügeelement von dem ersten Fügeelementkanal 30'' hin zu dem dritten Fügeelementkanal 34''' zugeführt werden kann. Eine Zufuhr aus dem zweiten Fügeelementkanal 32''' ist hingegen blockiert.
Sofern das Schieberglied 70''' in die in 9 nicht näher gezeigte Stellung S2 umgeschaltet wird, verbindet der fünfte Fügeelementkanal 88 den zweiten Fügeelementkanal 32''' mit dem dritten Fügeelementkanal 34''', um über diese Verbindung Fügeelemente zuführen zu können.
In 11 ist in schematischer Form eine Fügevorrichtung 90 dargestellt. Die Fügevorrichtung 90 weist einen Fügekopf 92 auf, der bspw. mittels eines Roboters 94 bewegbar ist. Der Fügekopf 92 kann einen C-Rahmen aufweisen, an dessen einem Ende eine Werkstückanordnung 96 mittels einer Matrize 98 abgestützt wird. An dem anderen Ende des C-Rahmens kann ein Stempel 100 vorgesehen sein, mittels dessen Fügeelemente in die Werkstückanordnung 96 hinein getrieben werden können, um Werkstücke der Werkstückanordnung 96 miteinander zu verbinden, und zwar im Wege sog. Stanznietverfahrens. Die Stanzniete können insbesondere sog. Halbhohlstanzniete sein, können jedoch auch Vollstanzniete sein.
Der Fügevorrichtung 90 ist eine Fügeelement-Zuführanordnung 102 zugeordnet. Die Fügeelement-Zuführanordnung 102 weist einen ersten Fügeelement-Vereinzler 104 und einen zweiten Fügeelement-Vereinzler 106 auf. Der erste Fügeelement-Vereinzler 104 ist über einen ersten Zuführkanal 108 mit dem ersten Fügeelementkanal 30 einer erfindungsgemäßen Zuführeinrichtung 10 verbunden. Der zweite Fügeelement-Vereinzler 106 ist über einen zweiten Zuführkanal 110 mit dem zweiten Fügeelementkanal 34 der Zuführeinrichtung 10 verbunden.
Ferner ist der dritte Fügeelementkanal 34 der Zuführeinrichtung 10 über einen dritten Zuführkanal 112 mit dem Fügekopf 92 verbunden, bspw. mit einem Magazin, das an den Fügekopf vorgesehen ist. Alternativ kann die Zuführeinrichtung 10 auch an dem Fügekopf 92 festgelegt sein.
Den Fügeelement-Vereinzlern 104, 106 ist ein Zuführlüft- bzw. Blasluftgenerator 114 zugeordnet, der über eine Ventilanordnung 116 mit den Vereinzlern 104, 106 verbunden ist. Die Ventilanordnung 116 kann mittels einer Steueranordnung 118 so angesteuert werden, dass von dem Blasluftgenerator 114 erzeugte Blasluft entweder dem ersten oder dem zweiten Fügeelement-Vereinzler 104, 106 zugeführt wird, um jeweils ein in diesen Vereinzlern vereinzeltes Fügeelement über den zugeordneten Zuführkanal in Richtung hin zu der Zuführeinrichtung 10 zu fördern.
Die Steueranordnung 118 kann auch dazu ausgelegt sein, über eine Schnittstelle A den Stempel 100 der Fügevorrichtung 90 anzusteuern.
In 11 ist die Zuführeinrichtung 10 mit einem Weichenelement 70 dargestellt. Dieses kann passiv zwischen zwei Stellungen S1, S2 hin und her verschwenkt werden, und zwar auf die oben beschriebene Art und Weise.
Alternativ ist es möglich, die Blasluftleitungen, die von der Ventilanordnung 116 hin zu den Vereinzlern 104, 106 führen, mit einem Stellglied 80 ^IV zu verbinden, das das Weichenelement 70 umschaltet, und zwar je nachdem, über welchen Vereinzler 104, 106 ein Fügeelement zugeführt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 204700523 U [0008]
CN 102873440 B [0008]

Claims

Zuführeinrichtung (10) für Fügeelemente (12), die einen sich entlang einer Fügeelementachse (18) erstreckenden Schaft (16) mit einem ersten Durchmesser (D₁) und einen daran anschließenden Kopf (14) mit einem zweiten Durchmesser (D₂) aufweisen, der größer ist als der erste Durchmesser (D₁), mit einer Basis (20), die einen ersten Fügeelementkanal (30), einen zweiten Fügeelementkanal (32) und einen dritten Fügeelementkanal (34) aufweist, die zumindest abschnittsweise in einer gemeinsamen Kanalebene (28) angeordnet sind, die jeweils einen an die Form der Fügeelemente (12) angepassten Querschnitt haben und die jeweils eine Öffnung (36, 42, 46) im Bereich von einer Außenseite (40) der Basis aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Fügeelementkanal (30, 32) unter einem Weichenwinkel (56) zueinander ausgerichtet sind, der in einem Bereich von 5° bis 45° liegt, wobei der erste und der zweite Fügeelementkanal (30, 32) über eine Weichenanordnung (50) in den dritten Fügeelementkanal (34) übergehen.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichenanordnung (50) eine passive Weichenanordnung ist.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der drei Fügeelementkanäle (30, 32, 34; 30', 32', 34') jeweils so gebildet sind, dass die Fügeelementachsen (18) der darin geförderten Fügeelemente (12) parallel zu der Kanalebene (28) ausgerichtet sind.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der drei Fügeelementkanäle (30, 32, 34) jeweils einen Kopfbereich (60, 66, 69) und einen Schaftbereich (62, 68) aufweisen, wobei die Kopfbereiche (60, 62) des ersten und des zweiten Fügeelementkanals (30, 32) stetig in den Kopfbereich (69) des dritten Fügeelementkanals (34) übergehen.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnitte der drei Fügeelementkanäle (30'', 32'', 34''; 30''', 32''', 34''') jeweils so ausgebildet sind, dass die Fügeelementachsen (18) der darin geförderten Fügeelemente (12) quer zu der Kanalebene (28''; 28''') ausgerichtet sind.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen einer ersten Stellung (S1) und einer zweiten Stellung (S2) an der Basis (20) beweglich gelagertes Weichenelement (70) entweder den ersten Fügeelementkanal (30) oder den zweiten Fügeelementkanal (32) mit dem dritten Fügeelementkanal (34) verbindet.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Weichenelement (70) eine Rasteinrichtung (74) zugeordnet ist, um das Weichenelement (70) in der ersten und/oder in der zweiten Stellung (S1, S2) rastend festzulegen.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Weichenelement (70) als Schwenkglied ausgebildet und um eine Weichenachse (71) verschwenkbar ist, die quer zu der Kanalebene (28) ausgerichtet ist.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Weichenelement (70''') als Schieberglied ausgebildet und parallel zu der Kanalebene (28''') verschiebbar ist.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schieberglied (70''') ein vierter Fügeelementkanal (86) und ein fünfter Fügeelementkanal (88) ausgebildet sind, die in der Kanalebene (28''') nebeneinander angeordnet sind, wobei in einer ersten Stellung (S1) des Schiebergliedes (70''') der vierte Fügeelementkanal (86) den ersten Fügeelementkanal (30''') und den dritten Fügeelementkanal (34''') verbindet und/oder wobei in einer zweiten Stellung des Schiebergliedes (70''') der fünfte Fügeelementkanal (88) den zweiten Fügeelementkanal (32''') und den dritten Fügeelementkanal (34''') verbindet.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 6–10, dadurch gekennzeichnet, dass dem Weichenelement (70) ein Stellglied (80) zugeordnet ist, mittels dessen das Weichenelement (70) in die erste und/oder in die zweite Stellung (S1, S2) bewegbar ist.
Zuführeinrichtung nach einem der Ansprüche 1–11 dadurch gekennzeichnet, dass die Basis (20) ein erstes Basisteil und ein zweites Basisteil (24) aufweist, die über eine Verbindungsebene (26) miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungsebene (26) parallel zu der Kanalebene (28) ausgerichtet ist.
Zuführeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeelementkanäle (30'', 32'', 34'') in dem ersten Basisteil (22''') ausgebildet sind, wobei das zweite Basisteil (24''') für die Fügeelementkanäle (30''', 32''', 34''') einen planen Deckel bildet.
Fügevorrichtung (90) zum Fügen von Fügeelementen (12) auf oder in Werkstücke (96), insbesondere zum Stanznieten, mit einem Fügekopf (92) und mit einer Fügeelement-Zuführanordnung (102), mittels der vereinzelte Fügeelemente (12) zuführbar sind, wobei die Fügeelement-Zuführanordnung (102) wenigstens einen Zuführkanal (108, 110) aufweist, in dem Fügeelemente (12) zuführbar sind, und eine Zuführeinrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1–13 aufweist.
Fügevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügeelement-Zuführanordnung (102) eine dem wenigstens einen Zuführkanal (108, 110) zugeordneten Blasluftgenerator (114) aufweist, der ausgelöst wird, wenn ein Fügeelement (12) über den wenigstens einen Zuführkanal (118, 110) zuzuführen ist.