DE102023204916A1

DE102023204916A1 - Vorrichtung sowie Verfahren zur Befestigung eines Befestigungselements und Nachrüstsatz für eine solche Vorrichtung

Info

Publication number: DE102023204916A1
Application number: DE102023204916.3A
Authority: DE
Inventors: Fabian DEHLING; Bernhard März; Gerd Zinn
Original assignee: Deprag Schulz U Co Kg GmbH
Current assignee: Deprag Schulz U Co Kg GmbH
Priority date: 2023-05-25
Filing date: 2023-05-25
Publication date: 2024-05-23

Abstract

Vorrichtung (2) zur Befestigung eines Befestigungselements (4), insbesondere Schraube an einem Bauteil (5) weist ein Zuführgerät (6), ein Befestigungswerkzeug (10) zur Befestigung des Befestigungselements (4) am Bauteil (5) sowie einen sich in einer Förderrichtung (F) erstreckenden Förderkanal (8) auf, welcher das Zuführgerät (6) mit dem Befestigungswerkzeug (10) verbindet. Zur Verringerung der Gefahr von Abrieb ist am Förderkanal (8) eine Bremsvorrichtung (16) angeordnet, die ein Magnetelement (22) zur Erzeugung einer magnetischen Bremskraft auf ein jeweiliges durch den Förderkanal (8) gefördertes Befestigungselement (4) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Befestigung eines Befestigungselements, insbesondere einer Schraube, an einem Bauteil, wobei das Befestigungselement einem Befestigungswerkzeug, insbesondere einem Schraubwerkzeug über einen Förderkanal mittels Druckluft von einem Zuführgerät zugeführt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Nachrüstsatz für eine solche Vorrichtung.
Bei der Vorrichtung handelt es sich insbesondere um eine Anlage zur Schraubbefestigung von Schrauben an Bauteilen. Bei Vorrichtungen, mit deren Hilfe Befestigungselemente wie Schrauben oder auch Nieten einem Befestigungswerkzeug zugeführt werden, mit dessen Hilfe das jeweilige Befestigungselement in das Bauteil eingebracht wird, bestehen in einigen Anwendungsfällen hohe Anforderungen bezüglich der Reinheit des Befestigungsprozesses. Dies betrifft insbesondere Fertigungsanlagen beispielsweise in der (Mikro-) Elektrotechnik oder der Halbleitertechnik usw. Aufgrund der üblicherweise metallischen Befestigungselemente entsteht beim Bearbeitungsprozess häufig ein insbesondere metallischer Abrieb, welcher bei sensiblen elektronischen Bauteilen zu Störfunktionen führen kann.
Dies gilt insbesondere auch bei Vorrichtungen und Anlagen, bei denen die Befestigungselemente von einem über einen Förderkanal insbesondere per Druckluft dem Befestigungswerkzeug üblicherweise einzelweise zugeführt werden. Der Förderkanal ist insbesondere als ein biegeflexibler Förderschlauch ausgebildet. Er weist typischerweise eine Länge von mehreren Metern auf, beispielsweise von mehr als 5 m, insbesondere mehr als 10 m und bis zu 20 m. Um möglichst kurze Taktzeiten zu erreichen, werden die Befestigungselemente mit hoher Geschwindigkeit durch den Förderkanal hindurchgeschossen. Sie können hierbei Geschwindigkeiten von beispielsweise 20 m/s oder auch mehr erreichen.
Der Förderkanal ist am Befestigungswerkzeug angeschlossen, sodass das Befestigungselement in einen entsprechenden weiterführenden Kanal des Befestigungswerkzeugs eingeschossen wird. Der Förderkanal ist dabei regelmäßig schräg zu einem solchen weiterführenden Kanal orientiert. Durch die erforderliche Umlenkung und Abbremsung ist die Gefahr von Abrieb gegeben.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorrichtung derart auszugestalten und zu betreiben, dass die Gefahr der Verunreinigung durch Abrieb gering ist.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Vorrichtung sowie durch ein Verfahren zur Befestigung eines Befestigungselements an einem Bauteil, wobei die Vorrichtung ein Zuführgerät, ein Befestigungswerkzeug sowie einen bevorzugt als Förderschlauch ausgebildeten Förderkanal aufweist, welcher das Zuführgerät mit dem Befestigungswerkzeug verbindet. Im Betrieb wird das Befestigungselement durch den Förderkanal hindurchgeschossen. Hierzu wird ein entsprechender Förderimpuls ausgeübt, bevorzugt mit Hilfe von Druckluft oder alternativ mechanisch .
Um die Gefahr von Abrieb möglichst zu verringern, ist am Förderkanal eine Bremsvorrichtung angeordnet, welche ein Magnetelement aufweist, welches zur Erzeugung einer magnetisch hervorgerufenen Bremskraft ausgebildet ist, wobei die Bremskraft auf ein jeweiliges, durch den Förderkanal gefördertes Befestigungselement einwirkt und somit auf dieses eine Bremskraft im Betrieb ausübt.
Das jeweilige Befestigungselement wird also mithilfe der Bremsvorrichtung vor Erreichen des Befestigungswerkzeugs abgebremst, sodass die Gefahr von Abrieb beim Eintritt in das Befestigungswerkzeugs verringert ist im Vergleich zu einer Ausgestaltung ohne Bremsvorrichtung. Durch die Ausübung einer magnetisch hervorgerufenen Bremskraft wird in bevorzugter Ausgestaltung eine berührungslose Reduzierung der Geschwindigkeit ermöglicht. Auch hierdurch wird die Gefahr von Abrieb im Vergleich beispielsweise zu einer mechanischen Bremse gering gehalten.
Bei dem Befestigungselement handelt es sich insbesondere um eine Schraube oder alternativ um einen Stift, eine Mutter usw. Bei dem Befestigungswerkzeug handelt es sich insbesondere um ein Schraubwerkzeug.
Für eine möglichst gute Bremswirkung bestehen die eingesetzten Befestigungselemente bevorzugt aus einem ferromagnetischem Material. Insbesondere handelt es sich bei den Befestigungselementen um Stahlelemente.
Die nachfolgend im Hinblick auf die Vorrichtung angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Verfahren zu übertragen.
Die Bremsvorrichtung ist insbesondere möglichst nah an dem Befestigungswerkzeug platziert, beispielsweise unmittelbar an einem Anschlussstutzen, über den die Befestigungselemente dem Befestigungswerkzeug übergeben werden oder bis zu einem Abstand von maximal 100 cm oder maximal 50 cm, so dass ein Reststück des Förderkanales nach der Bremsvorrichtung maximal 50 cm oder maximal 30 cm beträgt. Der Förderkanal bis zur Bremsvorrichtung ist insbesondere als ein Schlauch ausgebildet. Der Restkanal kann ebenfalls als Schlauch ausgebildet sein oder alternativ auch als ein Rohrstück.
Im Betrieb werden die Befestigungselemente vorzugsweise einzelweise durch den Förderkanal und insbesondere mithilfe von Druckluft gefördert. Gemäß einer Ausführungsvariante werden die Befestigungselemente durch die Bremsvorrichtung lediglich abgebremst, sodass sie eine Restgeschwindigkeit aufweisen, mit der sie dann in das Befestigungswerkzeug eintreten. Bevorzugt ist die Bremsvorrichtung derart eingerichtet, dass ein jeweiliges Befestigungselement auf eine Restgeschwindigkeit im Bereich von kleiner 8 m/s, insbesondere kleiner als 6m/s und beispielsweise im Bereich zwischen 2 m/s bis 8 m/s und insbesondere auf 4 m/s abgebremst wird. Bevorzugt ist die Bremsvorrichtung derart ausgebildet, dass sämtliche Befestigungselemente auf eine gleiche, konstante Restgeschwindigkeit abgebremst werden.
Der Förderkanal ist über den erwähnten Anschlussstutzen winklig zu einer Axialrichtung des Befestigungswerkzeugs orientiert, wobei entlang dieser Axialrichtung das Befestigungselement mit dem Befestigungswerkzeugs einer Vorschubbewegung unterzogen wird und in eine Befestigungsposition verbracht wird.
Aufbau und Wirkungsweise derartiger Befestigungswerkzeuges sind grundsätzlich bekannt. Im Falle eines Schraubwerkzeugs wird die Schraube üblicherweise über einen geeigneten insbesondere elektromotorischen Antrieb oder Druckluftantrieb in eine Drehbewegung versetzt, der typischerweise ergänzend eine axiale Vorschubbewegung mit einer beispielsweise durch das Schraubwerkzeug, durch einen zusätzlichen Vorschubzylinder oder manuell erzeugten axialen Vorschubkraft überlagert ist. Drehgeschwindigkeit, Vorschubkraft, Vorschubgeschwindigkeit usw. bilden Schraubparameter, die in bekannter Weise entsprechend einem vorgegebenen Schraubprogramm eingestellt und gesteuert werden.
Für die Ausbildung der magnetisch hervorgerufenen und damit magnetisch erzeugten Bremskraft bestehen grundsätzlich unterschiedliche Möglichkeiten. Unter magnetisch erzeugte Bremskraft wird allgemein verstanden, dass eine Magnetkraft auf das Befestigungselement einwirkt, welche zumindest mittelbar zu einem Abbremsen führt. Ein Beispiel für ein solches mittelbares Abbremsen ist beispielsweise eine Reibbremse, bei dem das Befestigungselement mit Hilfe der Magnetkraft gegen eine Wandung des Förderkanals gezogen oder gedrückt wird, sodass durch die mechanische Reibung die Bremskraft erzeugt wird.
Bevorzugt wirkt jedoch eine magnetische Bremskraft unmittelbar auf das Befestigungselement ein, d.h. die Magnetkraft wirkt unmittelbar auf das Befestigungselement ein. Die Kraftrichtung ist entgegen der Förderrichtung gerichtet.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist die Bremsvorrichtung nach Art einer Wirbelstrombremse ausgebildet, und das Magnetelement erzeugt im jeweiligen Befestigungselement Wirbelströme. Hierzu umfasst die Bremsvorrichtung allgemein eine Spule, die geeignet ausgebildet und orientiert ist.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Bremsvorrichtung nach Art einer sogenannten Hysteresebremse ausgebildet. Bei dieser wird durch eine Erregerspule ein konstantes Magnetfeld quer zur Förderrichtung erzeugt. Durch eine versetzte Verzahnung im Magnetblech wird das Befestigungselement, beispielsweise eine Schraube längs magnetisiert. Durch die Bewegung der Schraube, wird die Magnetisierung kontinuierlich umgepolt und es entsteht ein Bremsmoment proportional zum Erregerstrom, aber unabhängig von der Fördergeschwindigkeit.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Bremsvorrichtung als die bereits erwähnte Reibbremse auszugestalten, bei der durch die Magnetkraft das Befestigungselement beispielsweise gegen die Wand des Förderkanals gezogen wird, sodass die Reibung erhöht und dadurch das Befestigungselement abgebremst wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bremsvorrichtung als eine magnetische Bremse ausgebildet, bei der die Magnetkraft und damit die magnetischen Flusslinien, welche von dem Magnetelement erzeugt sind parallel zur Förderrichtung verlaufen und derart ausgerichtet sind, dass sie eine entgegen der Förderrichtung wirkende Magnetkraft auf das im Förderkanal geführte Befestigungselement ausüben.
In einer einfachsten Ausgestaltung der Bremseinrichtung ist das Magnetelement als ein Permanentmagnet ausgebildet, welcher die Magnetkraft ausübt.
In bevorzugter Ausgestaltung ist das Magnetelement jedoch als ein Elektromagnet ausgebildet und weist eine elektromagnetische Spule auf, über die die magnetische Bremskraft ausgeübt wird.
Für die zuvor erwähnte magnetische Bremse ist eine Spulenwicklung der Spule um den Förderkanal herum gewickelt. Im Betrieb bewegt sich daher das Befestigungselement durch das Innere der Spule, also durch den von der Spulenwicklung umgebenen Innenhohlraum hindurch.
Zweckdienlicherweise handelt es sich bei dem Magnetelement allgemein um ein durch Bestromung steuerbares Magnetelement. Zur Ansteuerung des Magnetelements ist weiterhin eine Steuervorrichtung angeordnet, über die Bestromung des Magnetelements und damit die erzeugte Magnetkraft in geeigneter Weise gesteuert wird. Die Bestromung und damit das Magnetfeld werden dabei insbesondere getaktet und von einem vorgegebenen Ereignis getriggert an- und ausgeschaltet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die Bestromung in Abhängigkeit eines Detektionssignals zu steuern und damit zu triggern. Das Detektionssignal enthält eine Information insbesondere über die Anwesenheit eines Befestigungselements, welches aktuell durch den Förderkanal gefördert wird. Insbesondere enthält das Detektionssignal eine Information über die Position und/oder Geschwindigkeit des Befestigungselements innerhalb des Förderkanals und hierdurch insbesondere auch zumindest mittelbar Informationen über den Zeitpunkt des Eintritts des Befestigungselements in die Bremsvorrichtung und / oder über die die Geschwindigkeit beim Eintritt in die Bremsvorrichtung.
Durch die Steuerung in Abhängigkeit von einem oder mehreren dieser Bewegungsparameter des Befestigungselements wird daher das Magnetelement, speziell die Spule gezielt angesteuert, um das Befestigungselement geeignet magnetisch abzubremsen.
Die Steuervorrichtung ist daher insgesamt bevorzugt dazu eingerichtet, die Bestromung und damit die magnetische Bremskraft nur dann zu aktivieren, wenn ein Befestigungselement in die Bremsvorrichtung gelangt. Es erfolgt also eine durch das Detektionssignal gesteuerte Bestromung, insbesondere eine Steuerung der Stromstärke und der Zeitdauer. Durch das Detektionssignal wird das Ein- und Ausschalten der magnetischen Bremskraft für jedes Befestigungselement individuell gesteuert.
Bevorzugt wird die Bestromung erst aktiviert, wenn das Befestigungselement einen Austrittsbereich des Magnetelements erreicht. Unter Austrittsbereich wird die in Förderrichtung hintere Hälfte des Magnetelements und insbesondere der Spule verstanden. Das Magnetelement und damit die Spule weisen vorzugsweise eine Länge von beispielsweise 15 mm bis 200 mm auf und / oder eine Länge die zumindest das Einfache bis zum Zehnfachen einer Länge des Befestigungselements beträgt.
In bevorzugter Weiterbildung ist die Steuervorrichtung dazu eingerichtet, die Bestromung, nämlich Zeitdauer und Zeitpunkt und / oder insbesondere die Höhe des Stroms und damit die Stärke des Magnetfelds, in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Befestigungselements zu steuern. Maßgebend ist dabei insbesondere die Geschwindigkeit, mit der das Befestigungselement in die Bremsvorrichtung eintritt. Bevorzugt wird die Magnetkraft variabel in Abhängigkeit der aktuellen Situation und aktuellen Geschwindigkeit des Befestigungselements eingestellt.
Insbesondere wird die Bestromung und damit die Magnetkraft derart eingestellt und gesteuert, dass für die Befestigungselemente beim Austritt aus der Bremsvorrichtung eine konstante Restgeschwindigkeit erhalten wird.
Durch diese geschwindigkeitsabhängige Steuerung wird insbesondere dem Umstand Rechnung getragen, dass beispielsweise im Laufe der Betriebszeit sich Betriebsparameter, wie beispielsweise die Reibung im Förderkanal oder der Druck der Druckluft ändern oder prozessbedingte Streuungen auftreten, was zu unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten der Befestigungselemente führen kann. Durch die geschwindigkeitsabhängige Steuerung werden diese Änderungen und Varianzen kompensiert und ausgeglichen. Es wird daher die erzeugte Magnetkraft nachgeregelt. Bevorzugt erfolgt die geschwindigkeitsabhängige Steuerung für jedes Befestigungselement individuell.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist am Förderkanal eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung zur Erfassung der Geschwindigkeit eines jeweiligen Befestigungselements angeordnet. Hierdurch wird daher die Möglichkeit eröffnet, für jedes Befestigungselement individuell dessen Geschwindigkeit beim Eintritt in die Bremsvorrichtung zu ermitteln. Bevorzugt erfolgt die Bestimmung der Geschwindigkeit für jedes Befestigungselement oder alternativ jeweils nur nach einer vorgegebenen Anzahl an geförderten Befestigungselementen oder nach einer vorgegebenen Zeit, wie dies zuvor im Zusammenhang mit der geschwindigkeitsabhängigen Regelung der Magnetkraft erläutert wurde.
Die Geschwindigkeit ist insbesondere eine Information, welche in dem zuvor erwähnten Detektionssignal enthalten ist. Allgemein ist für die Ermittlung der Informationen für das Detektionssignal zumindest eine Sensoreinrichtung vorgesehen, die vorzugsweise unmittelbar am Förderkanal angeordnet sind. Bei dem Detektionssignal handelt es sich daher insbesondere um ein Sensorsignal einer solchen Sensorvorrichtung, welches gegebenenfalls noch aufbereitet ist, um beispielsweise aus einem Messort und einer gemessenen oder ermittelten Geschwindigkeit einen Zeitpunkt für den Eintritt des Befestigungselements in die Bremsvorrichtung zu ermitteln.
Alternativ hierzu handelt es sich bei dem Detektionssignal um ein Steuersignal einer Anlagensteuerung, die mehrere Prozesse und insbesondere sämtliche Prozesse der Vorrichtung steuert. Bei einer derartigen Anlagensteuerung handelt es sich üblicherweise um eine speicherprogrammierte Steuerung (SPS), welche den gesamten Befestigungsvorgang (Schraubvorgang) inklusive beispielsweise auch der Zufuhr der Bauteile in eine Verarbeitungsposition steuert. Über eine derartige Anlagensteuerung kann das Detektionssignal erfasst und ausgewertet werden. Sie kann außerdem die Bremsvorrichtung entsprechend ansteuern.
Schließlich besteht noch die Möglichkeit, das Detektionssignal direkt in der Bremsvorrichtung zu erzeugen, insbesondere beim Eintritt in die Spule.
Zur Ausbildung der Geschwindigkeitsmesseinrichtung sind insbesondere zwei Positionssensoren am Förderkanal angeordnet, welche voneinander in Förderrichtung beabstandet sind. Ein jeder Positionssensor erfasst den Zeitpunkt, wenn das Befestigungselement den Positionssensor erreicht / passiert. Durch den bekannten Abstand zwischen den beiden Positionssensoren und einer ermittelten Zeitdifferenz zwischen den beiden Signalen der beiden Positionssensoren wird die Geschwindigkeit ermittelt.
Bei den Positionssensoren handelt es sich insbesondere um Näherungsschalter. Die Geschwindigkeitsmesseinrichtung ist daher insgesamt durch die beiden voneinander beabstandeten Positionssensoren und durch die Erfassung der Zeitdifferenz zwischen den beiden Positions- oder Schaltsignalen der Positionssensoren mit einer entsprechenden Ermittlung der Geschwindigkeit gebildet.
Derartige Positionssensoren werden regelmäßig bereits auch für eine sogenannte Einschusskontrolle eingesetzt, um das Vorhandensein von Befestigungselementen zu detektieren, um zu gewährleisten, dass das Befestigungswerkzeug mit einem Befestigungselement auch bestückt ist. Bevorzugt ist nach der Bremsvorrichtung noch ein weiterer Positionssensor für die Einschusskontrolle angeordnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bremsvorrichtung insgesamt dazu eingerichtet, ein jeweiliges Befestigungselement vollständig abzubremsen, sodass zumindest ein Befestigungselement und vorzugsweise mehrere Befestigungselemente in einer Staustrecke vor dem Befestigungswerkzeug insbesondere magnetisch in einer Parkposition gehalten wird/werden. Die Bremsvorrichtung definiert daher in bevorzugter Ausgestaltung zugleich auch eine Parkposition und die Bestromung und damit die Magnetkraft werden derart gesteuert und eingestellt, dass das Befestigungselement an der gewünschten Parkposition gehalten ist.
Bevorzugt ist der Zufuhrschlauch im Bereich der Bremsvorrichtung vertikal oder zumindest weitgehend vertikal (z.B. bis zu +/- 30° Abweichung von der Vertikalen) orientiert. Bei einer derartigen Orientierung wird daher über die Bremsvorrichtung das Befestigungselement quasi schwebend in der Parkposition gehalten, sodass die erzeugte Magnetkraft derart gewählt ist, dass sie der entgegengesetzten Gewichtskraft entspricht.
Diese Ausgestaltung beruht allgemein auf der Überlegung, dass speziell bei langen Zuführschläuchen die Taktraten des Bearbeitungsvorgangs, also speziell des Schraubvorgangs, durch die lange Einschusszeit der vereinzelten Befestigungselemente bestimmt und verzögert wird. Bei bisherigen Ausgestaltungen ist es üblicherweise so, dass das Einschießen zwangsweise mit dem Schraubvorgang insofern gekoppelt ist, dass das Einschießen erst nach Beendigung des Schraubvorgangs erfolgt. Durch die Staustrecke und der Parkposition werden das Einschießen und der eigentliche Befestigungsvorgang voneinander entkoppelt, insofern als die Befestigungselemente unabhängig von dem Befestigungsvorgang bereits in der Parkposition bereitgestellt werden.
Die Förderung aus der Parkposition in eine Übergabeposition im Befestigungswerkzeug erfolgt gemäß einer ersten Ausführungsvariante bevorzugt allein durch die Gewichtskraft, insbesondere bei der zuvor beschriebenen vertikalen oder zumindest weitgehend vertikalen Orientierung. Alternativ hierzu kann auch eine aktive Förderung, beispielsweise mithilfe von Druckluft oder auch mechanisch erfolgen.
Bei der zuvor beschriebenen Staustrecke handelt es sich bevorzugt lediglich um einen Abschnitt des Förderkanals. In diesem Abschnitt werden das oder die Befestigungselemente bevorzugt durch die Magnetkraft in insbesondere ausschließlich durch die Magnetkraft gehalten. Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit einer mechanischen Staustrecke, bei der beispielsweise die Befestigungselemente in einer mechanischen Führung aneinandergereiht aufgestaut sind.
In bevorzugter Weiterbildung weist die Bremsvorrichtung mehrere in Förderrichtung aufeinanderfolgende Magnetelemente, insbesondere Spulen auf. Die Magnetelemente, insbesondere Spulen sind dabei wahlweise identisch (Gleichteile) oder unterschiedlich ausgebildet und/oder werden unterschiedlich bestromt und angesteuert. Durch diese Aneinanderreihung von mehreren Magnetelementen kann in einfacher Weise eine Skalierung, beispielsweise für unterschiedliche Anwendungsfälle speziell mit Standard-Bauteilen (Gleichteile) erreicht werden. Speziell bei der zuvor beschriebenen Variante mit der Staustrecke ist insbesondere vorgesehen, dass das zumindest eine Magnetelement die magnetische Bremskraft erzeugt und das zumindest eine weitere Magnetelement die magnetische Haltekraft in der Parkposition ausübt.
In bevorzugter Weiterbildung ist weiterhin eine Einrichtung zur Partikelabscheidung angeordnet und zwar insbesondere zwischen der Bremsvorrichtung und dem Befestigungswerkzeug. Das jeweilige Befestigungselement wird im Betrieb durch die Vorrichtung zur Partikelabscheidung hindurch geführt. Diese dient zum Abtrennen und Abscheiden von Schmutzpartikeln vor dem Eintritt der Befestigungselemente in das Befestigungswerkzeug. Derartige Schmutzpartikel können durch Abrieb bedingt sein, welcher beispielsweise bei einer Vereinzelungseinrichtung für die Befestigungselemente auftritt oder auch durch Abrieb beim Einschießen durch den Förderkanal.
Die Einrichtung zur Partikelabscheidung weist insbesondere ein geschlossenes Gehäuse auf, welches über einen Vakuumanschluss an eine Absaugung angeschlossen ist, sodass im Innenraum ein Unterdruck herrscht, über den mitgeführte Partikel abgesaugt werden. Alternativ werden die Partikel mittels Druckluft oder mittels eines Plasmas abgeschieden.
In bevorzugter Ausbildung ist zum Fördern und Beschleunigen der Befestigungselemente durch den Förderkanal Druckluft (insbesondere ein Druckluftimpuls) oder eine Antriebsmechanik (mechanischer Impuls) vorgesehen. Speziell ist das Zuführgerät für das Fördern und Beschleunigen der Befestigungselemente in Förderrichtung ausgebildet, also insbesondere zur Ausübung eines Druckluftimpulses oder auch eines mechanischen Impulses.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung sind entlang des Förderkanals, und insbesondere entlang des Förderschlauchs mehrere Antriebs-Magnetelemente angeordnet, welche zum Fördern und damit insbesondere zum Beschleunigen des jeweiligen Befestigungselements in Förderrichtung ausgebildet sind. Über die Antriebs-Magnetelemente wird daher eine magnetische Antriebs- und Förderkraft auf die Befestigungselemente ausgeübt, wenn diese sich durch den Förderkanal bewegen. Die Antriebs-Magnetelemente bilden dabei also insbesondere eine Beschleunigungsstrecke aus.
Bevorzugt handelt es sich bei den Antriebs-Magnetelementen um Elektromagnete, die vorzugsweise ebenfalls als Spulen ausgebildet sind, die um den Förderkanal herum gewickelt sind. Über eine geeignete Ansteuerung wird daher - anders als bei der Bremsvorrichtung - eine magnetische Beschleunigungskraft ausgeübt. Bevorzugt sind die Magnetelemente für die Bremsvorrichtung und die Antriebs-Magnetelemente für die Beschleunigungsstrecke daher als Spulen und beispielsweise identisch oder zumindest baugleich (mit ggf. anderer Länge / anderer Wicklungszahl / anderer Bestromung) ausgebildet. Der wesentliche Unterschied ist in der unterschiedlichen Ansteuerung, insbesondere den Ansteuerungszeitpunkten zu sehen, die derart gewählt sind, dass bei der Bremsvorrichtung eine Bremswirkung und bei den Antriebs-Magnetelementen eine Förderwirkung erzeugt wird.
Vorzugsweise werden die Befestigungselemente ausschließlich durch die Antriebs-Magnetelemente beschleunigt und dadurch gefördert. Es sind daher insbesondere keine weiteren Antriebsmechanismen (z.B. mechanisch oder Druckluft) zur Beförderung der Befestigungselemente durch den Förderkanal vorgesehen. Hierdurch werden die Kosten, insbesondere die Betriebskosten für z.B. eine Druckluftversorgung eingespart. Bei dieser Ausführungsvariante dient daher das Zuführgerät lediglich zum Zuführen der Befestigungselemente in den Förderkanal, ohne diese in Förderrichtung für ein Durchschießen durch den Förderkanal zu beschleunigen.
Ein weiterer Vorteil der Antriebs-Magnetelemente ist darin zu sehen, dass gleichzeitig mehrerer Befestigungselemente durch den Förderkanal gefördert werden können, so dass die Taktzeiten bei der Verarbeitung gering gehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist im Betrieb daher auch vorgesehen, dass durch den Förderkanal mehrere Befestigungselemente gleichzeitig gefördert werden. Die Förderung erfolgt dabei insbesondere vereinzelt, d.h. die Befestigungselemente sind voneinander beabstandet und werden auch durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebs-Magnetelemente auf einen definierten Abstand gehalten. Sofern erforderlich, z.B. bei einer Betriebsunterbrechung, werden die Befestigungselemente im Förderkanal angehalten, so dass in diesem Fall die Antriebs-Magnetelemente auch zum Abbremsen herangezogen werden.
Weiterhin sind die Antriebs-Magnetelemente vorzugsweise entlang der gesamten Länge des Förderkanals angeordnet, also von einer Einspeisestelle für die Befestigungselemente (am Ende des Zuführgerätes) bis zur Bremsvorrichtung. Bevorzugt sind sie gleichmäßig und gleichverteilt in regelmäßigen Abständen von beispielsweise einigen zehn Zentimetern (z. B.10 cm bis 50 cm oder auch bis 100cm) angeordnet. Die gesamte Länge des Förderkanals bildet daher die Beschleunigungsstrecke aus.
Alternativ hierzu sind die Antriebs-Magnetelemente lediglich bereichsweise angeordnet und bilden lediglich eine Beschleunigungsstrecke am Beginn des Förderkanals aus oder auch mehrere verteilte Beschleunigungsstrecken (beispielsweise 2 bis 5). Eine jeweilige Beschleunigungsstrecke weist bevorzugt jeweils eine Gruppe von Antriebs-Magnetelementen auf. Die Gruppen und damit die diskreten Beschleunigungsstrecken sind daher voneinander beabstandet. Der Abstand beträgt beispielsweise zumindest 20 cm.
Eine Vorrichtung oder auch ein Verfahren zur Befestigung eines Befestigungselements, insbesondere Schraube, an einem Bauteil, mit einem Zuführgerät, einem Befestigungswerkzeug sowie mit einem sich in einer Förderrichtung erstreckenden Förderkanal, insbesondere ein Förderschlauch, wobei entlang des Förderkanals mehrere Antriebs-Magnetelemente vorgesehen sind, wird als eine eigenständige Erfindung (für die Vorrichtung als auch für das Verfahren) auch unabhängig von der Anordnung der Bremsvorrichtung angesehen. Die Einreichung einer Teilanmeldung auf diesen eigenständig erfinderischen Aspekt bleibt vorbehalten. Die zuvor angeführten bevorzugten Weiterbildungen dieses Prinzipes mit einer magnetischen Beschleunigungsstrecke bilden zugleich bevorzugte Weiterbildungen dieses eigenständig erfinderischen Aspekts.
Derartige (Schrauber-) Vorrichtungen werden teilweise auch zur Demontage eingesetzt, bei der also die Befestigungselemente aus einem Bauteil wieder entfernt, insbesondere herausgeschraubt werden. Hierbei besteht häufig das Problem einer definierten, kontrollierten Abführung des Befestigungselements. Speziell im Endstadium des Herausschraubens, wenn also das Befestigungselement kein oder nur noch wenig Kontakt mit dem Bauteil aufweist, können instabile Zustände auftreten. Bei einem solchen instabilen Zustand greift beispielsweise ein Werkzeug, z.B. eine sogenannte Klinge des Schraubwerkzeugs, einen Schraubkopf nicht mehr prozesssicher und/oder das Befestigungselement fällt beispielsweise infolge seines Eigengewichts herunter.
Gemäß einem eigenständig erfinderischen Aspekt ist bei einer solchen Vorrichtung zur Befestigung eines Befestigungselements insbesondere alternativ zu der beschriebenen Bremsvorrichtung eine magnetische Demontage-Vorrichtung angeordnet, welche für einen derartigen Betriebsmodus „Demontage“ mit Hilfe eines Magnetelements eine attraktive Magnetkraft ausübt oder erzeugt, welche entgegen der Förderrichtung auf das Befestigungselement wirkt. Durch die Magnetkraft wird beispielsweise das Befestigungselement entgegen der Förderrichtung an eine Klinge der Schrauber Werkzeugs herangezogen bzw. zuverlässig an dieser magnetisch gehalten. Dadurch ist eine Demontage und ein Herausschrauben des Befestigungselements prozesssicher gewährleistet. Diese Demontage-Vorrichtung weist wiederum vorzugsweise einen steuerbaren Elektromagneten mit einer Spule auf. Diese ist insbesondere im oder am Mundstück und speziell im Bereich dessen vorderen Endes, also im Bereich der Klinge angeordnet.
Speziell ist hierbei in bevorzugter Weiterbildung auch vorgesehen, dass die ausgeübte Magnetkraft gezielt abgestellt und / oder umgepolt wird, sodass beispielsweise die herausgeschraubte Schraube an einer definierten Übergabeposition fallen gelassen werden kann und beispielsweise an eine Entsorgungseinheit übergeben wird.
Bei dem Befestigungswerkzeug handelt es sich bevorzugt um ein handbetätigtes Befestigungswerkzeug, welches also mit der Hand beispielsweise zu einer Bearbeitungsposition geführt wird. Speziell handelt es sich um ein handbetätigtes, entweder Druckluft angetriebenes oder vorzugsweise elektromotorisch angetriebenes Schraubwerkzeug.
Alternativ hierzu handelt es sich bei dem Schraubwerkzeug um ein an einem Automaten, beispielsweise an einem Roboter, angebrachtes Schraubwerkzeug, welches automatisch in Richtung zu einer Bearbeitungsposition zur Durchführung des Befestigungsvorgangs verfahren wird.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung weiterhin gelöst durch einen Nachrüstsatz für eine herkömmliche Vorrichtung zur Befestigung eines Befestigungselements, welche ein Zuführgerät, ein Befestigungswerkzeug sowie einen Förderkanal insbesondere zur Druckluft-betätigten Förderung des Befestigungselements aufweist. Der Nachrüstsatz weist hierbei die zuvor beschriebene Bremsvorrichtung mit einem Magnetelement auf. Die Bremsvorrichtung weist allgemein einen Führungskanal auf, der zur Durchführung des Befestigungselements ausgebildet ist.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der Führungskanal zur Durchführung des bevorzugt als Förderschlauch ausgebildeten Förderkanals ausgebildet, so dass dieser durch den Führungskanal hindurchgeführt werden kann. Alternativ hierzu kann der Förderkanal auch eingangsseitig an der Bremsvorrichtung angeschlossen werden, so dass der Führungskanal den Förderkanal in der Bremsvorrichtung weiterführt und insbesondere mit diesem fluchtet.
Bei dem Führungskanal handelt es sich daher um einen sich durch die Bremsvorrichtung hindurch erstreckenden offenen Kanal. Die Bremsvorrichtung umfasst weiterhin das zumindest eine beschriebene Magnetelement zur Ausübung der magnetischen Bremskraft auf ein sich durch den Führungskanal bewegendes Befestigungselement. Speziell weist die Bremsvorrichtung die zuvor erwähnte Spule auf, welche den Führungskanal mit ihrer Spulenwicklung umgibt.
Weiterhin umfasst der Nachrüstsatz in bevorzugter Weiterbildung Elemente oder die Einrichtung zur Geschwindigkeitsmessung, insbesondere die erwähnten Positionssensoren.
In bevorzugter Ausgestaltung weist der Nachrüstsatz auch die zuvor beschriebene Steuervorrichtung zur Ansteuerung der Bremsvorrichtung auf. Alternativ oder auch ergänzend zu der Steuervorrichtung umfasst der Nachrüstsatz auch ein Computerprogrammprodukt (z.B. auf einem Datenträger abgespeichertes Programm oder ein zum Download zur Verfügung gestelltes Programm), welches Befehle aufweist, die bei ihrer Ausführung durch einen Computer, speziell durch die beschriebene Steuervorrichtung, die Ausführung des Verfahrens, also insbesondere das Abbremsen der Befestigungselemente bewirken.
Die zuvor im Hinblick auf die Vorrichtung erläuterten bevorzugten Verfahrensschritte bilden korrespondierend bevorzugte Weiterbildungen im Computerprogrammprodukt, d. h. dieses weist jeweils in bevorzugten Weiterbildungen entsprechende Befehle auf, sodass die bevorzugten Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sich auch im Computerprogrammprodukt als bevorzugte Weiterbildungen widerspiegeln.
Durch den Nachrüstsatz können daher problemlos auch bestehende Anlagen mit einer derartigen Bremsvorrichtung ausgestattet werden, sodass im Betrieb die zuvor beschriebenen Schritte ausgeübt werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen:

1 eine Vorrichtung zum Befestigen eines Befestigungselements sowie
2 eine teilweise vereinfachte, ausschnittsweise Ansicht einer Vorrichtung zum Befestigen eines Befestigungselements mit einer Bremsvorrichtung.

1 zeigt in einer vereinfachten Darstellung eine Vorrichtung 2 zur Befestigung eines Befestigungselements 4, insbesondere eine Schraube (vergleiche hierzu 2) an einem Bauteil 5. Die Vorrichtung 2 weist als wesentliche Elemente ein Zuführgerät 6, einen insbesondere als Förderschlauch ausgebildeten Förderkanal 8 sowie ein als insbesondere handbetätigtes Schraubwerkzeug ausgebildetes Befestigungswerkzeug 10 auf.
Über den Förderkanal 8 werden Befestigungselemente 4 einzelweise und gemäß einer ersten Variante Druckluft-betätigt dem Befestigungswerkzeug 10 zugeführt. Hierzu wird auf die Befestigungselemente 4 ein Druckluftimpuls zum Beschleunigen ausgeübt. Speziell ist das Zuführgerät 6 entsprechend eingerichtet und / oder weist eine entsprechende Druckluftschleuse auf. Die Schussgeschwindigkeit liegt typischerweise bei über 10 m/s und beispielsweise bei 20 m/s oder mehr. Die Länge des Förderkanals 8 liegt beispielsweise bei 10m oder mehr.
Das Zuführgerät 6 weist insbesondere eine Vereinzelungseinheit beispielsweise in Form eines sogenannten Vibrationstopfes auf. Aus diesem werden die Befestigungselemente 4 vereinzelt dem Förderkanal 8 zugeführt und dann getaktet dem Befestigungswerkzeug 10 in einer Förderrichtung F zugeführt. Hierzu wird üblicherweise getaktet ein Druckluftstoß in den Förderkanal 8 eingespeist. Die Förderrichtung F ist durch die Längserstreckung des Förderkanals 8 an einer jeweiligen Position des Förderkanals 8 definiert. Üblicherweise wird jeweils genau ein Befestigungselement 4 über den Förderkanal 8 zugeführt, und zwar insbesondere in Abhängigkeit eines definierten Zeitpunkts oder Zeitfensters in Relation zum Befestigungsvorgang (Schraubvorgang), beispielsweise wenn dieser beendet ist.
Alternativ - oder auch ergänzend - zu der Förderung und Beschleunigung mittels Druckluft ist eine magnetische Förderung und Beschleunigung der Befestigungselemente 4 vorgesehen. Hierzu sind optional und gestrichelt dargestellte Antriebs-Magnetelemente 11, insbesondere elektromagnetische Spulen, entlang des Förderkanals 8 insbesondere gleichmäßig verteilt angeordnet. Durch geeignete Ansteuerung der Antriebs-Magnetelemente 11 wird von diesen jeweils eine Beschleunigungskraft auf die Befestigungselemente 4 ausgeübt. Bevorzugt werden bei dieser Variante die Befestigungselemente 4 ausschließlich magnetisch beschleunigt und auf eine Druckluft-gestützte Förderung der Befestigungselemente und damit insgesamt auf eine Druckluft-Versorgung oder einen sonstigen Antriebsmechanismus ist verzichtet.
Bei dem Befestigungswerkzeug 10 handelt es sich wie erwähnt um ein Schraubwerkzeug, welches insbesondere elektromotorisch angetrieben ist. Aufbau und Wirkungsweise derartiger Schraubwerkzeuge sind grundsätzlich bekannt.
Wie insbesondere auch anhand der vergrößerten Darstellung gemäß 2 zu erkennen ist, erstreckt sich das Befestigungswerkzeug 10 entlang einer Axialrichtung A und weist an seinem vorderen Ende einen Werkzeugkopf 12 auf. In dessen Bereich ist ein Anschlussstutzen 14 angeordnet, an dem der Förderkanal 8 angeschlossen ist. Der Förderkanal 8 und der Anschlussstutzen 14 sind unter einem spitzen Winkel zur Axialrichtung A orientiert. Innerhalb des Befestigungswerkzeugs 10 ist ein Kanal für das jeweilige Befestigungselement 4 ausgebildet, welcher sich in Axialrichtung A erstreckt. Am vorderen Ende des Schrauberkopfes 12 ist ein Betätigungswerkzeug zum Betätigen des Befestigungselements 4 ausgebildet. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine sogenannte Klinge, welche in eine entsprechende Werkzeugaufnahme in einem Kopfteil des Befestigungselements 4 eingreift.
Aufgrund der winkligen Anordnung des Anschlussstutzens 14 wird das Befestigungselement 4 beim Einschießen umgelenkt, was zu einem unerwünschten Verschleiß und zu Abrieb führen kann. Zudem wird das Befestigungselement 4 vor dem eigentlichen Befestigungsvorgang vollständig abgebremst und mit Hilfe einer Halte- oder Klemmvorrichtung in einer definierten Position gehalten. Auch hierfür ist eine möglichst geringe Geschwindigkeit von Vorteil.
Zur Reduzierung der Einschussgeschwindigkeit ist eine Bremsvorrichtung 16 insbesondere unmittelbar am Befestigungswerkzeug 10 angeordnet. Deren Aufbau und Funktionsweise wird insbesondere im Zusammenhang mit 2 erläutert.
Die Bremsvorrichtung umfasst ein insbesondere geschlossenes Gehäuse 18, mit einem durchgehenden Führungskanal 20, durch den der Förderkanal 8 hindurchgeführt ist. Um diesen Führungskanal 20 herum ist als Magnetelement eine Spule 22 angeordnet. Der Führungskanal 20 und damit im montierten Zustand der Förderkanal 8 verlaufen koaxial zur Spule 22 und durch diese hindurch. Die Spule 22 ist daher um den Führungskanal 20 herum gewickelt.
Über die Ansteuerung der Spule 22, also insbesondere durch eine gesteuerte Bestromung der Spule 22 wird in definierter Weise eine magnetische Bremskraft erzeugt, die jeweils auf ein jeweiliges Befestigungselement 4 einwirkt, welches durch die Bremsvorrichtung 16 hindurchgeführt wird.
Nachfolgend zur Bremsvorrichtung 16 ist noch ein Reststück 24 des Förderkanal 8 ausgebildet, welcher bis zum Befestigungswerkzeug 10 erreicht.
Der Bremsvorrichtung 16 vorzugsweise unmittelbar vorgeschaltet ist noch eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung 26, die insbesondere unmittelbar am Förderkanal angeordnet ist und über die eine Geschwindigkeit des jeweiligen Befestigungselements 4 vor dem Eintritt in die Bremsvorrichtung 16 ermittelt wird. Die Geschwindigkeitsmesseinrichtung 26 weist bevorzugt lediglich einen geringen Abstand zur Bremsvorrichtung 16 von beispielsweise maximal 100 cm oder maximal 50 cm auf.
Die Bremsvorrichtung 16 und damit insbesondere die Spule 22 wird über eine Steuervorrichtung 28 angesteuert, die eine eigenständige Steuereinheit sein kann oder ein modularer Baustein einer übergeordneten Anlagensteuerung 30. Bei dieser handelt es sich insbesondere um eine speicherprogrammierbare Steuerung. Die Steuervorrichtung 28 sowie die Anlagensteuerung 30 sind lediglich als gestrichelte Einheiten in 2 skizziert.
Die Steuervorrichtung 28 steuert die Bremsvorrichtung 16 und insbesondere die Bestromung der Spule 22 insbesondere in Abhängigkeit von Messergebnissen der Geschwindigkeitsmesseinrichtung 26, die in ein Detektionssignal D eingehen, welches Informationen insbesondere über Zeitpunkt und Geschwindigkeit des Eintritts des jeweiligen Befestigungselements 4 in die Bremsvorrichtung 16 und insbesondere in die Spule 22 enthält. In Abhängigkeit des Detektionssignals D steuert die Steuervorrichtung 28 Zeitpunkt, Zeitdauer und / oder insbesondere auch die Stärke der der Bestromung der Spule 22 und damit den Zeitpunkt, Zeitdauer und / oder Stärke eines erzeugten Magnetfelds und der damit bewirkten magnetischen Bremskraft.
Bei der Vorrichtung 2 ist weiterhin eine Einrichtung 32 zur Partikelabscheidung angeordnet. Diese ist optional, d.h. bei einer weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsvariante ist auf diese verzichtet. Diese Einrichtung 32 ist zwischen der Bremsvorrichtung 16 und dem Befestigungswerkzeug 10 angeordnet und zwar innerhalb des Reststücks 24 des Förderkanals 8.
Die Einrichtung 32 weist bevorzugt ein dicht abgeschlossenes Gehäuse auf, an dem ein Anschlussstutzen 33 als Vakuumanschluss angeordnet ist, über den aus einem Innenvolumen des Gehäuses Luft abgesaugt werden kann, um im Druckluftstrom enthaltene Partikel abzuschneiden. Im Betrieb ist daher der Anschlussstutzen 33 an einer Vakuumanlage (Absauganlage) angeschlossen. Innerhalb der Einrichtung 32 können beispielsweise Filterelemente zum Abscheiden der Partikel angeordnet sein. Das jeweilige Befestigungselement 4 wird durch die Einrichtung 32 hindurch geführt und gelangt schließlich in ein weitergehendes, ausgangsseitiges Reststück 24 des Förderkanals 8.
Die Geschwindigkeitsmesseinrichtung 26 weist insbesondere zwei bevorzugt als Näherungsschalter 34 ausgebildete Positionssensoren auf. Diese erfassen beim Durchgang eines Befestigungselements 4 jeweils diesen Durchgang und geben ein mit einem Zeitstempel versehenes Position- und Schaltsignal ab. Diese Signale werden entweder in der Geschwindigkeitsmesseinrichtung 26 oder alternativ in der Steuervorrichtung 28 verarbeitet und anhand der Zeitstempel wird die Zeitdifferenz zwischen den beiden Signalen ermittelt. Der Abstand der beiden Positionssensoren ist bekannt, so dass hieraus die aktuelle Geschwindigkeit ermittelt wird. Weiterhin wird aus dem bekannten Abstand der Näherungsschalter 34 bzw. der Geschwindigkeitsmesseinrichtung 26 zu der Bremsvorrichtung 16 und der Spule 22 der genaue Zeitpunkt ermittelt, zu dem das Befestigungselement die Spule 22 erreicht.
In Abhängigkeit dieser Informationen, die letztendlich im erwähnten Detektionssignal D enthalten sind, steuert dann die Steuervorrichtung 28 die Spule 22 in geeigneter Weise an, sodass eine entgegen der Förderrichtung F gerichtete Magnetkraft auf das Befestigungselement 4 einwirkt.
Zeitdauer, Zeitpunkt und Höhe der Bestromung werden dabei insbesondere derart gewählt, dass das Befestigungselement 4 auf eine definierte Restgeschwindigkeit von beispielsweise 4 m/s abgebremst wird.
In hier nicht näher dargestellter Weise sind in alternativen Ausführungsvarianten mehrere Spulen in Förderrichtung F hintereinander angeordnet.
Weiterhin ist in einer alternativen Variante vorgesehen, dass die Befestigungselemente vollständig abgebremst werden und insbesondere durch die Magnetkraft in einer definierten Parkposition gehalten werden. Bevorzugt sind für das Abbremsen und das Halten in der Parkposition unterschiedliche Spulen 22 vorgesehen. Bevorzugt werden mehrere Befestigungselemente 4 in einer Staustrecke bevorratet gehalten. Insgesamt wird dadurch das Einschießen der Befestigungselemente 4 von dem eigentlichen Befestigungsvorgang entkoppelt, so dass schnellere Taktzeiten erreicht werden können.
Gemäß einer bevorzugter Weiterbildung ist die Vorrichtung ergänzend auch für einen „Demontagemodus“ vorgesehen, bei dem mit dem Befestigungswerkzeug 10 Befestigungselemente 4 aus dem Bauteil 5 entfernt werden. Hierzu ist eine hier nicht näher dargestellte (magnetische) Demontage-Vorrichtung beispielsweise ergänzend zu der Bremsvorrichtung 16 insbesondere unmittelbar im Bereich des Werkzeugkopfes 12 angeordnet. Diese weist eine (weitere) Spule auf, die im Betrieb geeignet angesteuert wird, so dass beim Herausdrehen der jeweiligen Schraube diese durch Magnetkraft an einer Klinge des Schraubwerkzeugs gehalten wird. Üblicherweise werden für solche Demontage-Vorgänge spezialisierte Vorrichtungen eingesetzt, so dass diese also lediglich die Demontage-Vorrichtung ohne die Bremsvorrichtung aufweisen.
Bezugszeichenliste

2: Vorrichtung zur Befestigung eines Befestigungselements
4: Befestigungselement
5: Bauteil
6: Zuführgerät
8: Förderkanal
10: Befestigungswerkzeug
11: Antriebs-Magnetelement
12: Werkzeugkopf
14: Anschlussstutzen
16: Bremsvorrichtung
18: Gehäuse
20: Führungskanal
22: Magnetelement / Spule
24: Reststück Förderkanal
26: Geschwindigkeitsmesseinrichtung
28: Steuervorrichtung
30: Anlagensteuerung
32: Einrichtung zur Partikelabscheidung
33: Anschlussstutzen
34: Näherungsschalter
F: Förderrichtung
A: Axialrichtung
D: Detektionssignal

Claims

Vorrichtung (2) zur Befestigung eines Befestigungselements (4), insbesondere Schraube, an einem Bauteil (5), mit einem Zuführgerät (6), einem Befestigungswerkzeug (10) zur Befestigung des Befestigungselements (4) am Bauteil (5), sowie mit einem sich in einer Förderrichtung (F) erstreckenden Förderkanal (8), insbesondere einem Förderschlauch welcher das Zuführgerät (6) mit dem Befestigungswerkzeug (10) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass am Förderkanal (8) eine Bremsvorrichtung (16) angeordnet ist, die ein Magnetelement (22) zur Erzeugung einer magnetisch hervorgerufenen Bremskraft auf ein jeweiliges durch den Förderkanal (8) gefördertes Befestigungselement (4) aufweist.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (16) als Magnetelement eine Spule (22) zur Ausübung einer magnetischen Bremskraft aufweist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spulenwicklung der Spule (22) um den Förderkanal (8) herum geführt ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Magnetelement (22) um ein durch Bestromung steuerbares Magnetelement (22) handelt und dass eine Steuervorrichtung (28) zur Steuerung der Bestromung des Magnetelements (22) angeordnet ist.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (28) dazu eingerichtet ist, die Bestromung in Abhängigkeit eines Detektionssignals (D) zu steuern, welches eine Information über ein durch den Förderkanal (8) gefördertes Befestigungselement (4) enthält.
Vorrichtung (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (28) dazu eingerichtet ist die Bestromung nur dann individuell zu aktivieren, wenn ein Befestigungselement (4) die Bremsvorrichtung (16) erreicht.
Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (28) dazu eingerichtet ist, die Bestromung in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Befestigungselements (4) zu steuern.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass am Förderkanal (8) eine Geschwindigkeitsmesseinrichtung (26) zur Erfassung der Geschwindigkeit des jeweiligen Befestigungselements (4) angeordnet ist.
Vorrichtung (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeitsmesseinrichtung (26) zwei voneinander beabstandete Positionssensoren, insbesondere induktive Näherungsschalter (34), aufweist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (16) dazu eingerichtet ist, ein jeweiliges Befestigungselement (4) vollständig abzubremsen, so dass zumindest ein und vorzugsweise mehrere Befestigungselemente (4) in einer Staustrecke vor dem Befestigungswerkzeug (10) in einer Parkposition gehalten werden.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (16) mehrere in Förderrichtung (F) aufeinanderfolgende Magnetelemente (22) aufweist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin eine Einrichtung (32) zur Partikelabscheidung insbesondere zwischen der Bremsvorrichtung (16) und dem Befestigungswerkzeug (10) angeordnet ist, durch die das jeweilige Befestigungselement (4) im Betrieb geführt ist.
Vorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Förderkanals (8) mehrere Antriebs-Magnetelemente (11) angeordnet sind, welche zum Fördern des jeweiligen Befestigungselements (4) in Förderrichtung (F) ausgelegt sind.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ausschließlich die Antriebs-Magnetelemente (11) zur Förderung der Befestigungselemente (4) vorgesehen sind und / oder dass die Antriebs-Magnetelemente entlang der gesamten Länge des Förderkanals (8) angeordnet sind.
Verfahren zur Befestigung eines Befestigungselements (4), insbesondere einer Schraube, an einem Bauteil (5), bei dem das Befestigungselement (4) insbesondere mit Hilfe von Druckluft durch einen Förderkanal (8) einem Befestigungswerkzeug (10) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (4) mit Hilfe einer Bremsvorrichtung (16) abgebremst wird, wobei die Bremsvorrichtung (16) ein Magnetelement (22) aufweist, welches eine magnetische Bremskraft auf das Befestigungselement (4) ausübt.
Nachrüstsatz für eine Vorrichtung (2) zur Befestigung eines Befestigungselements (4), welche ein Zuführgerät (6), ein Befestigungswerkzeug (10) zur Befestigung des Befestigungselements (4) an einem Bauteil (5), sowie einen Förderkanal (8) aufweist, wobei der Nachrüstsatz eine Bremsvorrichtung (16) mit einem Magnetelement (22) aufweist, und die Bremsvorrichtung (16) einen Führungskanal zur Durchführung des Befestigungselements (4) aufweist und das Magnetelement (22) zur Ausübung einer magnetischen Bremskraft auf das sich durch den Führungskanal bewegende Befestigungselement (4) ausgebildet ist.
Nachrüstsatz nach dem vorhergehenden Anspruch, welcher ergänzend eine Steuervorrichtung (28) eingerichtet zur Ansteuerung der Bremsvorrichtung (16) aufweist und / oder zu dem ein Computerprogrammprodukt zugehörig ist, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Bremsvorrichtung (16) das Verfahren nach Anspruch 15 ausführt.