-
Die Erfindung betrifft eine Fügevorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei Fügeteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Fügevorrichtungen zum Verbinden von zumindest zwei Fügeteilen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise ist aus der
DE 10 2011 122 093 A1 ein bewegbares Fertigungswerkzeug zum Zusammenfügen von Bauteilen, insbesondere durch Clinchen, Nieten oder Einpressfügen, bekannt. Dabei umfasst das bewegbare Fertigungswerkzeug einen Rahmen sowie mindestens zwei auswechselbare Werkzeugkomponenten, die dazu vorgesehen sind, zur Ausbildung einer Fügeverbindung zusammenzuwirken. Die Werkzeugkomponenten sind insbesondere beliebig oft auswechselbar. Am Rahmen sind zwei Kupplungsabschnitte derart ausgebildet, dass an jedem Kupplungsabschnitt zumindest eine der Werkzeugkomponenten mit einer passenden Komponentenkupplung lösbar fixiert werden kann.
-
Des Weiteren ist aus der
EP 1 467 836 B1 eine Stanznietsetzvorrichtung bekannt, umfassend einen Stempel und eine Matrize zum Eintreiben eines Stanzniets in mehrere Werkstücke einschließlich eines aufnahmeseitigen Werkstücks, welches an die Matrize angrenzt. Die Matrize umfasst ein erstes Matrizenglied und ein zweites Matrizenglied. Das erste Matrizenglied kann in einer dem Stempel gegenüberliegenden Position angeordnet werden, bis das Bein des Stanzniets in einer geraden Richtung in die Werkstücke eingetrieben ist und beginnt, das an das erste Matrizenglied angrenzende, aufnahmeseitige Werkstück zu durchstanzen. Das zweite Matrizenglied kann anstelle des ersten Matrizenglieds in der dem Stempel gegenüberliegenden Position angeordnet werden, sodass das Bein des Stanzniets, das das aufnahmeseitige Werkstück durchstanzt, aufgeweitet und in seiner radialen Richtung nach außen verformt werden kann, wenn das Bein des Stanzniets beginnt, das aufnahmeseitige Werkstück zu durchstanzen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Fügevorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei Fügeteilen anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Eine Fügevorrichtung zum Verbinden von zumindest zwei Fügeteilen weist eine Matrizeneinheit und einen Stempel auf. Die Matrizeneinheit umfasst einen ortsfesten Matrizengrundträger, welcher beispielsweise in einer Matrizenaufnahme aufgenommen und fixiert ist, und mindestens eine Matrize, die ein Gegenwerkzeug zum Stempel bildet. Der Stempel ist relativ zur Matrizeneinheit in eine Fügerichtung translatorisch bewegbar. Insbesondere sind hierbei zumindest sich überlappende Teilbereiche der Fügeteile zwischen der mindestens einen Matrize und dem Stempel anordenbar und mittels Bewegung des Stempels relativ zur Matrizeneinheit in die Ausnehmung einformbar.
-
Erfindungsgemäß umfasst die Matrizeneinheit einen weiteren Matrizengrundträger, welcher mit dem ortsfesten Matrizengrundträger verbunden, z. B. formschlüssig, und mittels einer eine Linearführung umfassenden Antriebseinheit relativ zum fixierten Matrizengrundträger senkrecht zur Fügerichtung bewegbar ist, wobei auf einer dem Stempel zugewandten Oberfläche des weiteren Matrizengrundträgers eine Mehrzahl von Matrizen angeordnet ist und wobei mittels der Antriebseinheit jeweils eine in Abhängigkeit der Fügeteile bestimmte Matrize in eine dem Stempel gegenüberliegende Position anordenbar ist.
-
Bei der derart ausgebildeten Fügevorrichtung sind die Matrizen direkt innerhalb der Fügevorrichtung angeordnet, so dass ein Matrizenwechsel möglichst taktzeitneutral möglich ist und eine Prozesszeit der Fügevorrichtung gegenüber konventionellen Fügevorrichtungen verringert ist. Zudem ist die Fügevorrichtung flexibel einsetzbar.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
-
1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Fügevorrichtung mit einem Stempel und einer Matrizeneinheit,
-
2 schematisch eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels der Matrizeneinheit mit einer als ein Pneumatikzylinder ausgebildeten Antriebseinheit,
-
3 schematisch einen Schaltplan der Matrizeneinheit gemäß 2,
-
4 schematisch eine Schnittdarstellung des Pneumatikzylinders und eines Abschnitts eines Matrizengrundträgers und
-
5 schematisch eine als ein Zahnradgetriebe ausgebildete Antriebseinheit der Matrizeneinheit.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Fügevorrichtung 1 zum Verbinden von zumindest zwei nicht dargestellten Fügeteilen in vereinfachter Darstellung. Die Fügeteile sind beispielsweise Bauteile, welche zum Herstellen wenigstens eines Kraftfahrzeugs verwendet werden.
-
Die Fügevorrichtung 1 umfasst eine Matrizeneinheit 2, die in 2 näher beschrieben wird, und einen Stempel 3, welcher in eine Fügerichtung s relativ zur Matrizeneinheit 2 translatorisch bewegbar ist. Die Matrizeneinheit 2 ist an einem im Wesentlichen C-förmigen Rahmen 4 angeordnet. Die Matrizeneinheit 2 umfasst mindestens eine Matrize 2.1, welche zum Fügen der Fügeteile in eine dem Stempel 3 gegenüberliegende Position angeordnet ist. Die Matrize 2.1 weist beispielsweise eine Ausnehmung auf, in die sich überlappende Teilbereiche der Fügeteile mittels Bewegung des Stempels 3 relativ zur Matrizeneinheit 2 in die Ausnehmung einformbar sind.
-
Um die Fügeteile miteinander zu verbinden, wird somit der Stempel 3 relativ zur Matrizeneinheit 2 translatorisch in die Fügerichtung s bewegt. Mittels dieser Bewegung des Stempels 3 werden Teilbereiche der Fügeteile in die Ausnehmung der Matrize 2.1 mittels des Stempels 3 eingeformt, wodurch die Fügeteile miteinander verbunden werden.
-
Mittels dieses Einformens der Teilbereiche werden die Fügeteile in den Teilbereichen umgeformt und dabei miteinander verbunden. Dies wird auch als Durchsetzfügen (Clinchen) bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich kann mittels der Fügevorrichtung 1 auch Stanznieten, z. B. Halbhohlstanznieten, durchgeführt werden.
-
Um mittels der Fügevorrichtung 1 Fügeteile besonders flexibel und effizient fügen zu können, ist es vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Matrizen 2.1 in der Fügevorrichtung 1 angeordnet ist, so dass ein Wechsel der Matrizen 2.1 möglichst taktneutral und damit zeiteffizient durchführbar ist.
-
2 zeigt dazu ein Ausführungsbeispiel einer Matrizeneinheit 2 in einer Schnittdarstellung.
-
Die Matrizeneinheit 2 umfasst einen Matrizengrundträger 2.2, welcher unlösbar oder zerstörungsfrei lösbar mit dem C-förmigen Rahmen 4 verbunden ist. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Matrizengrundträger 2.2 in einer Ausnehmung des C-förmigen Rahmens 4 verklemmend angeordnet.
-
Die Matrizeneinheit 2 umfasst einen weiteren Matrizengrundträger 2.3, welcher formschlüssig in einer Ausnehmung des Matrizengrundträgers 2.2 angeordnet und in dieser Ausnehmung relativ zum Matrizengrundträger 2.2 quer zur Fügerichtung s translatorisch bewegbar ist. Dazu ist der Matrizengrundträger 2.3 mit einer Antriebseinheit 2.4 verbunden, die eine Linearführung umfasst. Die Linearführung ist gemäß den Ausführungsbeispielen der 2 und 3 als ein Pneumatikzylinder 2.4.1 ausgebildet. Insbesondere ist der Pneumatikzylinder 2.4.1 ein sogenannter doppelt wirkender Zylinder, welcher für jede Bewegungsrichtung Druckluft benötigt. Bei einem doppelt wirkenden Zylinder wird in eine Ausfahrrichtung und in eine Einfahrrichtung Kraft über die Druckluft aufgebaut. Eine Ansteuerung des Pneumatikzylinders 2.4.1 erfolgt mittels eines in 3 gezeigten Ventils 2.4.1.1, welches beispielsweise ein sogenanntes 2/4 Wegeventil ist. Das Ventil 2.4.1.1 ist mit einer Energiequelle 2.4.1.2, z. B. Druckluftquelle, verbunden.
-
3 zeigt schematisch eine detaillierte Schnittdarstellung der Matrizeneinheit 2 gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel.
-
Hierbei ist die Matrizeneinheit 2 mit dem weiteren Matrizengrundträger 2.3, zwei Matrizen 2.1, dem Pneumatikzylinder 2.4.1 und dem Ventil 2.4.1.1 gezeigt. Der Matrizengrundträger 2.2 und der C-förmige Rahmen 4 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
-
Die Matrizen 2.1 sind auf dem weiteren Matrizengrundträger 2.3 senkrecht zur Fügerichtung s nebeneinander angeordnet und werden mittels des weiteren Matrizengrundträgers 2.3 senkrecht zur Fügerichtung s bewegt, wobei diese Bewegbarkeit des weiteren Matrizengrundträgers 2.3 durch einen Doppelpfeil veranschaulicht ist. Zwischen dem weiteren Matrizengrundträger 2.3 und dem Pneumatikzylinder 2.4.1 ist ein Verbindungselement 2.4.1.3 angeordnet, welches mit einer Kolbenstange des Pneumatikzylinders 2.4.1 verbunden ist, z. B. kraftschlüssig verbunden ist, und in Betrachtungsrichtung u-förmig ausgebildet ist. Damit ist eine kompakte Anordnung der Antriebseinheit 2.4 in der Fügevorrichtung 1 möglich. Zudem ist der zusätzlich für die Anordnung der Antriebseinheit 2.4 benötigte Bauraum nicht im Bereich einer Ausladung der Fügevorrichtung 1.
-
4 zeigt eine Schnittdarstellung des Pneumatikzylinders 2.4.1 und einem Abschnitt des Matrizengrundträgers 2.2.
-
Der Pneumatikzylinder 2.4.1 ist hierbei kraftschlüssig mittels Befestigungselementen 2.5, z. B. Schrauben, mit dem Matrizengrundträger 2.2 befestigt und somit gemeinsam mit dem C-förmigen Rahmen 4 fest gegenüber dem weiteren Matrizengrundträger 2.3.
-
5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Antriebseinheit 2.4 in einer Draufsicht, bei der die Betrachtungsrichtung parallel zur Fügerichtung s ist.
-
Die Linearführung der Antriebseinheit 2.4 ist als ein Zahnstangengetriebe 2.4.2 ausgebildet, welches mit einem nicht dargestellten Schrittmotor und somit elektromechanisch angetrieben wird. Das Zahnstangengetriebe 2.4.2 umfasst eine Zahnstange 2.4.2.1 mit einer Reihe von Zähnen, in die ein Zahnrad 2.4.2.2 greift. In bekannter Weise bewegt sich das Zahnrad 2.4.2.2 rotatorisch relativ zur Zahnstange 2.4.2.1, wobei die Drehachse des Zahnrads 2.4.2.2 senkrecht zu einer Verschieberichtung der Zahnstange 2.4.2.1 ist. Die Verschieberichtung der Zahnstange 2.4.2.1 ist ebenfalls senkrecht zur Fügerichtung s und ist mit einem Doppelpfeil veranschaulicht.
-
Die Antriebseinheit 2.4 kann alternativ auch einen mechanisch gekoppelten Läufer, eine hydraulische oder elektrische Komponente aufweisen.
-
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
-
- DE 102011122093 A1 [0002]
- EP 1467836 B1 [0003]
