DE19935853A1 - Multiple Fastener Application - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
Mehrere Befestigungselemente (4) werden einem Werkstück (14, 20; 32, 34, 36, 38; 72; 76, 78) aus einem flexiblen Trägerband (2) zugeführt, in dem die Befestigungselemente angeordnet sind. Das Trägerband durchläuft eine Führung (25, 29, 60) und ein Mittel (16, 18; 26, 28; 64) zum periodisch unterbrochenen Antreiben, um ein Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit einem Kolben (8, 58, 80) und ggf. einer Matrize (12, 66, 86) zu bringen. Das Trägerband ist mit dem Befestigungselement in einem Muster vorbestückt, welches gleichzeitig ein Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit einem Kolben sowie einer Matrize an jedem der mehreren Befestigungspositionen gegenüber dem Werkstück bringt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein Vorrichtung zum
gleichzeitigen Zuführen mehrerer Befestigungselemente zu einem Werkstück. Die
Erfindung kann beispielsweise dazu eingesetzt werden, Befestigungselemente
anzubringen, welche einen Schaft und einen vergrößerten Kopf besitzen, und ist
insbesondere dort vorteilhaft, wo der Raum zwischen Befestigungspunkten nicht
ausreicht, den Zugang für einzelne Befestigungselemente-Zuführmechanismen zu
ermöglichen, und/oder wo die Befestigungspunkte in mehreren unterschiedlichen
Ebenen liegen.
Befestigungselemente-Anbringmaschinen zum Anbringen einzelner Befestigungs
elemente der Reihe nach sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Derartige
Befestigungselemente-Anbringmaschinen können in Gruppen angeordnet werden,
um mehrere Befestigungselemente gleichzeitig anzubringen, jedoch erfordert jede
Maschine Raum um eine Achse, entlang der die Befestigungselemente an einem
Werkstück anzubringen sind, wobei der Raum erforderlich ist, um einen Befesti
gungselemente-Zuführmechanismus, einen Kolbenbetätigungsmechanismus und,
wo erforderlich, ein Setzform-Haltemittel anzuordnen. Sogar wenn die Rahmen
bzw. Gestelle der Maschinen in der Weise zusammengefaßt sind, daß ein Rahmen
mehrere Kolben und Formen halten kann, ist ein einzelner Befestigungselemente-
Zuführmechanismus für jeden Befestigungspunkt erforderlich.
Es gibt eine Vielzahl von industriellen Anwendungen, wie beispielsweise die
Montage von Seitenwänden für Schwerlastanhänger, bei denen der erforderliche
Abstand der Befestigungselemente kleiner als der minimale Abstand ist, der mit den
heute bekannten Befestigungsmaschinen erzielbar ist. Die Anhängerseitenwände
sind üblicherweise 15 m lang sowie 3 m hoch und werden in Abschnitten gebaut,
welche mit Nieten-Doppelreihen aneinander befestigt werden, wobei die Reihen 50
mm voneinander beabstandet sind und die Teilung der Nieten innerhalb der Reihen
kleiner als 40 mm sein kann. Für eine kostenminimale Produktion sollten alle Nieten
in beiden Reihen gleichzeitig zugeführt und gesetzt werden, jedoch ist dies infolge
des begrenzt, verfügbaren Raumes zwischen den Nieten nicht mit den augenblick
lich verfügbaren Befestigungselemente-Anbringmaschinen möglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zum Zuführen von Befestigungselementen zu einem Werkstück
bereitzustellen, die die vorstehend erläuterten Nachteile beseitigen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Zuführen
mehrerer Befestigungselemente zu einem Werkstück vorgeschlagen, bei dem die
Befestigungselemente in einem flexiblen Trägerband angeordnet sind, welches
durch eine Führung und Indexiermitteln bzw. Mitteln für eine periodisch unter
brochene Antriebsbewegung (indexing means) hindurchläuft, um ein Befestigungs
element in axiale Ausrichtung mit einem Kolben bzw. Stempel zu bringen, wobei
das Trägerband mit den Befestigungselementen in einem Muster vorbestückt ist,
welches gleichzeitig jeweils ein Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit
einem Kolben an jeder der mehreren Befestigungspositionen gegenüber bzw. relativ
zu dem Werkstück bringt.
Ein derartiges Verfahren ermöglicht das gleichzeitige Anbringen mehrere Befesti
gungselemente in Situationen, wo der Abstand zwischen den Befestigungspunkten
deutlich kleiner ist, als es durch die im Augenblick verfügbare Befestigungs
elemente-Anbringpraxis erreicht werden kann.
Vorzugsweise bringt das Trägerband gleichzeitig jeweils ein Befestigungselement
in axiale Ausrichtung mit einem Kolben und eine Form an jedem der mehreren Befe
stigungspunkte.
Der Abstand zwischen jedem Befestigungselement ist idealerweise ein Mehrfaches
eines vorbestimmten Einheitsabstandes. Das Mittel zum periodisch unterbrochenen
Antreiben bzw. das Mittel für eine (durch Rasten) periodisch unterbrochene
Antriebsbewegung des Bandes ist vorzugsweise in der Lage, das Trägerband mit
aufeinanderfolgenden, periodisch unterbrochenen Antriebsbewegungen über einen
variablen Abstand periodisch unterbrochen anzutreiben, welcher ein Mehrfaches
eines vorbestimmten Einheitsabstandes ist. Die Führung kann eine Weglänge
zwischen jedem der mehreren Befestigungspositionen erzeugen, die ein ganzzah
liges Vielfaches des vorbestimmten Einheitsabstandes ist.
Das Trägerband kann mit dem Befestigungselement in einem Abstandsmuster iden
tisch zu dem Abstandsmuster der Befestigungspositionen vorbestückt werden.
Weiterhin kann das Trägerband mit mehreren Befestigungselemente-Mustern
vorbestückt werden, wobei sich die Befestigungselemente eines Musters zwischen
den Befestigungselementen eines weiteren Musters verteilen.
Das Trägerband ist idealerweise flexibel um eine Achse quer zur Längsrichtung des
Bandes und/oder um eine Achse parallel zur Längsrichtung des Bandes. Auf diese
Weise ist es möglich, die Befestigungselemente zu jedem gewünschten Befesti
gungspunkt in einer beliebigen Ebene zu bringen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung
zum Anbringen mehrerer Befestigungselemente an einem Werkstück vorgesehen,
wobei die Vorrichtung einen Führungsverteiler enthält, der aufweist:
eine obere Platte, in der mehrere Kolben bzw. Stempel angebracht sind, welche axial mit mehreren Befestigungspositionen ausgerichtet sind,
zumindest eine Bandführung, die in der Lage ist, wenigstens ein Band, welches Befestigungselemente trägt, in der Weise zu führen, daß die Befestigungselemente axial mit den Befestigungspositionen ausgerichtet sind, und
zumindest ein Mittel zum periodisch unterbrochenen Antreiben bzw. ein Mittel zum periodisch unterbrochenen Antreiben des Bandes, welches in der Lage ist, jeweils ein Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit dem Kolben an jeder der Befestigungspositionen zu bringen.
eine obere Platte, in der mehrere Kolben bzw. Stempel angebracht sind, welche axial mit mehreren Befestigungspositionen ausgerichtet sind,
zumindest eine Bandführung, die in der Lage ist, wenigstens ein Band, welches Befestigungselemente trägt, in der Weise zu führen, daß die Befestigungselemente axial mit den Befestigungspositionen ausgerichtet sind, und
zumindest ein Mittel zum periodisch unterbrochenen Antreiben bzw. ein Mittel zum periodisch unterbrochenen Antreiben des Bandes, welches in der Lage ist, jeweils ein Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit dem Kolben an jeder der Befestigungspositionen zu bringen.
Die Vorrichtung kann eine Bodenplatte aufweisen, die mit mehreren Formen bzw.
Matrizen versehen ist, welche mit den mehreren Befestigungspositionen axial
ausgerichtet sind. Die Bodenplatte kann an einem unteren Pressentisch bzw. einer
unteren Traverse einer mechanischen Presse angebracht sein.
Die obere Platte kann für eine Bewegung mit einem oberen Pressentisch bzw. einer
oberen Traverse einer mechanischen Presse ausgebildet sein.
Alternativ können die obere Platte und die untere Platte den oberen und unteren
Pressentisch einer mechanischen Presse enthalten.
Das Mittel zum periodisch unterbrochenen Antreiben (tape indexing means) kann
in der Lage sein, das Trägerband mit aufeinanderfolgenden, periodisch unter
brochenen Antriebsbewegungen über einen variablen Abstand periodisch
unterbrochen anzutreiben, welcher ein Mehrfaches eines vorbestimmten Einheits
abstandes ist. Die Bandführung kann eine Weglänge zwischen jedem der mehreren
Befestigungspunkte erzeugen, welcher ein ganzzahliges Vielfaches desvorbestimm
ten Einheitsabstandes ist.
Die Befestigungspositionen können im wesentlichen in einer geraden Linie
angeordnet sein.
Klemmittel können zum Vorklemmen des Werkstückes vor dem Anbringen der
Befestigungselemente vorgesehen sein.
Der Führungsverteiler kann an einer Antriebsmaschine in einer Weise angebracht
sein, daß eine begrenzte Lagefreiheit gegenüber der Antriebsmaschine ermöglicht
ist, wodurch der Führungsverteiler in Eingriff mit Positioniermitteln gebracht werden
kann, um die Kolben in eine präzise axiale Ausrichtung gegenüber den Befesti
gungspunkten zu bringen.
Die Kolben können in der Lage sein, die Befestigungselemente von dem Trägerband
in Zuführrohre zum Führen der Befestigungselemente zu den gewünschten Befesti
gungspositionen zu drängen bzw. zu treiben. Die Zuführrohre können eine sich
kontinuierlich axial längs erstreckende Verengung beinhalten, um die Befestigungs
elemente an einem freien Fall zu hindern und um eine gewünschte Ausrichtung der
Befestigungselemente bereitzustellen. Derartige Zuführrohre sind in der europäi
schen Patentanmeldung 0 567 240 beschrieben. Die Zuführrohre können in der
Lage sein, die Befestigungselemente von dem Trägerband mit dem Kopf voraus
aufzunehmen. Der Führungsverteiler kann eine Öffnung zwischen den Zuführrohren
und den Formen bzw. Matrizen beinhalten, um den Durchgang eines Werkstückes
mit ausreichendem Freiraum zu ermöglichen, so daß das Werkstück von den
Formen bzw. Matrizen ohne Behinderung abgehoben werden kann, nachdem die
Befestigungselemente angebracht worden sind.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und um klar zu zeigen, wie
sie ausgeführt werden kann, wird nun im Wege eines Beispiels auf die beigefügten
Zeichnungsfiguren Bezug genommen. Hierbei ist:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Ausführungsbei
spiels eines Mehrfachbefestigungselemente-Anbringsystems gemäß
der vorliegenden Erfindung, wobei die Befestigungselemente in unter
schiedlichen Ebenen angebracht werden;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Teiles eines weiteren Aus
führungsbeispiels eines Mehrfachbefestigungselemente-Anbringsy
stems gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Befestigungs
elemente an unterschiedlichen Stellen in einer einzelnen Ebene
angebracht werden;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Mehrfachbefestigungselemente-
Anbringsystems, bei dem ein Trägerband mit einer Vielzahl von
untereinander verteilten Mustern an Befestigungselementen vor
bestückt ist;
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines
Mehrfachbefestigungselemente-Anbringsystems gemäß der vor
liegenden Erfindung; und
Fig. 5 eine Darstellung des Gebrauches eines Mehrfachanbringsystems für
Befestigungselemente gemäß der vorliegenden Erfindung zum
Befestigen einer Sitzpfanne an Sitzhaltemitteln.
Fig. 1 gibt schematisch ein flexibles Trägerband 2 wieder, welches mit Befesti
gungselementen bestückt ist, wobei das Band durch eine erste Befestigungsstation
6 hindurchläuft, welche einen Kolben 8, ein Zuführrohr 10 und eine Setzform bzw.
Setzmatrize 12 zum Anbringen eines Befestigungselementes 4 aus dem Band 2 an
einem Werkstück 14 aufweist. Nach dem Durchgang durch die Befestigungsstation
6 wird das Band 2 über Mittel zum periodisch unterbrochenen Antreiben in der
Form eines ersten sowie eines zweiten Antriebrades 16, 18 für eine durch Rasten
periodisch unterbrochene Antriebsbewegung geführt, welche das flexible
Trägerband 2 um eine Achse quer zur Längsrichtung biegen, um das Trägerband
und die Befestigungselemente in eine Linie mit einer zweiten Befestigungsstation
22 zu bringen, die ähnlich zu der ersten Befestigungsstation 6 ist und an der ein
weiteres Befestigungselement 4 von dem Band 2 an einem Werkstück 20
gleichzeitig mit dem Befestigungselement angebracht wird, das an dem Werkstück
14 angebracht wird. Das Werkstück 14 kann, je nach Wunsch, Teil des gleichen
Bauteiles wie das Werkstück 20 oder auch nicht sein. Die Befestigungselemente
4 werden aus dem Trägerband 2 mittels des Kolbens 8 herausgedrückt und in eine
Bohrung des Zuführrohres 10 und weiterhin in Eingriff mit dem Werkstück 14 oder
20 gedrängt, welches im Gebrauch zwischen dem Zuführrohr und der Setzform
bzw. Setzmatrize 12 eingespannt ist. Der Kolben 8, die Form bzw. Matrize 12 und
die Befestigungsposition sind alle axial zueinander ausgerichtet. Das Zuführrohr 10
stellt eine Vorklemmung des Werkstückes gegen die Setzform bzw. Setzmatrize 12
vor dem Anbringen der Befestigungselemente bereit. Das Trägerband 2 wird mit
den Befestigungselementen in einer Anordnung in der Weise vorbestückt, daß der
Abstand zwischen jedem Befestigungselement ein Mehrfaches (1 oder mehr) eines
vorbestimmten Einheitsabstandes ist. Die Antriebsräder 16, 18 für eine periodisch
unterbrochene Antriebsbewegung sind mit Positionierstiften versehen, welche in
Eingriff mit vorgeformten Positionierlöchern in dem Trägerband zum periodisch
unterbrochenen Antreiben des Trägerbandes 2 mit aufeinanderfolgenden periodisch
unterbrochenen Antriebsbewegungen über einen Abstand kommen, welcher ein
ausgewähltes Mehrfaches (1 oder mehr) des vorbestimmten Einheitsabstandes ist,
um ein Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit den Befestigungspositionen
zu bringen.
Derartige flexible Trägerbänder, welche aus Kunststoffmaterialien, wie Polypropylen
extrudiert werden, werden seit vielen Jahr für die Zuführungen von Befesti
gungselementen, wie Nieten, zu einzelnen Anbringungspunkten verwendet. Die
Befestigungselemente sind in dem Band durch Einsetzen in vorgeformte Löcher
gesichert, welche eine vorübergehende Fixierung an den Schäften der Befestigungs
elemente bereitstellen. Um die erforderliche Länge des Bandes zu minimieren, sind
die Befestigungselemente beabstandet entlang der Bandlänge in gleichen Abständen
so dicht angeordnet, wie es für die Zwecke des periodisch unterbrochenen
Antreibens des Bandes und des Abgebens der Befestigungselemente praktikabel ist.
Es ist wünschenswert, einen (vorbestimmten) Standardabstand für jeden
Befestigungselemente-Schaftdurchmesser zu haben, da jeder unterschiedliche
Abstand ein teures Preßwerkzeug zum Durchstechen der Befestigungshaltelöcher
in dem Trägerband und teuere Einsetzmechanismen zum Bestücken der Befesti
gungselemente in die Löcher in dem Trägerband erfordert. In dieser Beschreibung
wird der Ausdruck "Einheitsabstand" verwendet, um einen Standardabstand zu
definieren.
Das Zuführrohr 10 kann eine axial kontinuierliche, längs erstreckende Einschnürung
bzw. Verengung beinhalten, um die Befestigungselemente 4 am freien Fall zu
hindern und um eine gewünschte Ausrichtung des Befestigungselementes
bereitzustellen. Derartige Rohre sind in der europäische Patentanmeldung 0 567
240 beschrieben. Die Zuführrohre 10 können in der Lage sein, die Befestigungs
elemente mit dem Kopf voraus von dem Trägerband 2 aufzunehmen. Die in dieser
Weise aufgenommenen bzw. empfangenen Befestigungselemente können durch
Bewegen des Zuführrohres seitlich oder durch Verschwenken des Zuführrohres
verwendet werden, wie es in der internationalen Patentanmeldung 96/28 266
beschrieben ist. Das Ausstoßen der Befestigungselemente aus dem Trägerband mit
dem Kopf voraus vermeidet eine Beschädigung des Trägerbandes in einer Weise,
wie sie auftreten würde, wenn die Köpfe der Befestigungselemente durch das Band
hindurchgeführt werden würden, so daß das Band viele Male wiederverwendet
werden kann.
Das Befestigungselement kann jede geeignete Form eines Befestigungselementes
aufweisen, wobei Befestigungselemente enthalten sind, die keine Setzform bzw.
Setzmatrize erfordern, und Befestigungselemente, welche eine Setzform bzw.
Setzmatrize bedürfen. Befestigungselemente, welche eine Setzform bzw. eine
Setzmatrize erfordern, umfassen Massivkopfnieten, Doppelgabelnieten, halb
rohrförmige Nieten und rohrförmige Nieten, welche selbstdurchstechend sein
können oder welche vorgefertigte Löcher erfordern.
Fig. 2 gibt schematisch ein flexibles Trägerband 2 wieder, welches mit Befesti
gungselementen 4 bestückt ist, wobei das Band durch eine erste Befestigungs
station 24 (ähnlich zu der Befestigungsstation 6 der Fig. 1) zum Anbringen eines
Befestigungselementes 4 aus dem Band 2 an einem Werkstück (nicht gezeigt)
geführt wird. Nach dem Durchgang durch die Befestigungsstation 24 läuft das Band
durch eine Führung 25, welche das flexible Trägerband 2 um eine Achse parallel
zur Längsachse des Bandes dreht, um das Band in Eingriff mit einem ersten
Antriebsrad 26 zu bringen, welches eine Biegung in dem Band 2 um eine Achse
quer zur Längsrichtung des Bandes erzeugt, um das Band in Eingriff mit einem
zweiten Antriebsrad 28 zu bringen, welches eine Biegung in dem Band in eine
Richtung quer zur Längsrichtung des Bandes erzeugt, bevor das Band durch eine
Führung 29 hindurchläuft, welche das Band veranlaßt, um eine Achse parallel zur
Längsrichtung des Bandes zu drehen. Danach läuft das Band durch eine zweite
Befestigungsstation 30 (ähnlich zu der Befestigungsstation 6 der Fig. 1) hindurch,
in der ein weiteres Befestigungselement von dem Band 2 an einem Werkstück
(nicht gezeigt) gleichzeitig mit dem Befestigungselement angebracht wird, welches
an der ersten Befestigungsstation 24 angebracht wird.
Das Mehrfachanbringsystem für Befestigungselemente, das in Fig. 3 gezeigt ist,
gibt ein typisches Beispiel für Befestigungselemente 4 wieder, die in dem
Trägerband 2 mit minimalen, praktikablen Abständen angeordnet sind, wobei die
Befestigungselemente 4 verwendet werden, um aufeinanderfolgend vier identische
Bauteile 32, 34, 36, 38 zu befestigen. Zum Zwecke der Darstellung beträgt der
Abstand zwischen den Befestigungspunkten 40, 42 vier Einheitsabstände, während
der Abstand zwischen den Befestigungspunkten 42, 44 drei Einheitsabstände groß
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt das Muster der Befestigungselemente
bestückung für einen maximalen Gebrauch des Bandes neun aufeinanderfolgende
Befestigungselemente 4, denen ein leeres Loch folgt. Zur Klarheit sei darauf
hingewiesen, daß jedem der Löcher in dem Trägerband 2 ein Buchstabe zugewiesen
worden ist.
Ein erstes Bauteil 32 wird durch die Befestigungselemente M, Q, T befestigt,
welche in einem geradlinigen Abstandsmuster angeordnet sind, das identisch zu
dem Abstandsmuster der geplanten Befestigungspunkte ist. Das Trägerband 2 wird
daraufhin nach vorne um einen Einheitsabstand weiterbewegt (durch ein Mittel zum
periodisch unterbrochenen Antreiben, wie es in bezug auf Fig. 1 vorstehend
erläutert worden ist oder wie es nachstehend im Detail beschrieben werden wird),
Bauteil 32 wird gegen Bauteil 34 ausgetauscht und Bauteil 34 durch die Befesti
gungselemente L, P, S befestigt. Das Trägerband 2 wird wieder um einen
Einheitsabstand intermittierend vorwärtsbewegt, Bauteil 34 durch Bauteil 36 ersetzt
und Bauteil 36 durch die Befestigungselemente K, O, R befestigt. Auf diese Weise
sind die Befestigungselemente eines Musters (beispielsweise L, P, S) zwischen den
Befestigungselementen eines weiteres Musters (z. B. M, Q, T) verteilt angeordnet.
Nachdem die drei Bauteile 32, 34, 36 befestigt worden sind, sind sämtliche
Befestigungselemente in der Position K und darüber hinaus verwendet worden. Das
Band wird daher um acht Einheitsabstände periodisch unterbrochen nach vorne
bewegt bzw. nach vorne weitergeschaltet, um die Befestigungselemente C, G, J
zu Befestigungspunkten an einem Bauteil 38 zu bringen, welches gegen das Bauteil
36 ausgetauscht worden ist, usw.
Auf diese Weise erlaubt der Gebrauch einer Einrichtung zum intermittierenden bzw.
periodisch unterbrochenen Vorschieben eines Bandes, welche verschiedene
Abstände intermittierend überbrücken bzw. periodisch verschieben kann, einen
Bandgebrauch von 90% sogar dann, wenn die Befestigungspunkte keinen gleichen
Abstand zueinander aufweisen.
Das Mehrfachanbringsystem für Befestigungselemente, das in Fig. 4 gezeigt ist,
enthält einen Führungsverteiler 46, welcher sich innerhalb eines Raumes erstreckt,
der zwischen einem oberen Pressentisch 48 und einem unteren Pressentisch 50
einer mechanischen Presse ausgebildet ist. Eine obere Platte 52 und eine untere
Platte 54 des Führungsverteilers 46 sind durch die Führungshülsen 56 miteinander
verbunden. Auf der oberen Platte 52 sind mehrere Kolben 58, Bandführungen 60
und Zuführrohre 62 angeordnet (ähnlich zu dem Kolben 8 und den Zuführrohren 10
der Fig. 1 und der Bandführung 24 der Fig. 2). Das Band wird von einer
Bandspule 63 den Bandführungen 60 zugeführt und durch die Bandführungen
mittels eines intermittierenden Vorschubmittels bzw. mittels zum periodisch
unterbrochenen Antreiben 64 intermittierend vorgeschoben bzw. periodisch
unterbrochen angetrieben, welches einen programmierbaren Motor enthält. Das
leere Band wird um eine Spule 65 gewickelt. Die untere Platte 54 trägt mehrere
Setzformen bzw. Setzmatrizen 56 (ähnlich zu den Setzformen bzw. Setzmatrizen
12 in Fig. 1).
Das Mittel zum periodisch unterbrochenen Antreiben ist in der Lage, das Band mit
aufeinanderfolgenden periodisch unterbrochenen Antriebsbewegungen über einen
Abstand vorzuschieben, welcher jedes erforderliche Vielfache des vorbestimmten
Einheitsabstandes sein kann. Die periodisch unterbrochene Antriebsbewegung eines
Bandes über einen Schritt bzw. die Einzelschrittschaltung für ein Band ist dem
Fachmann bereits bekannt. Mehrfachschrittschaltung oder variable Schrittschaltung
bzw. periodisch unterbrochene Antriebsbewegungen eines Bandes über mehrere
Schritte bzw. über variable Schritte kann auf eine Vielzahl von Wegen beispiels
weise durch Antreiben eines Einzelschrittschaltungsmechanismus über ein Getriebe
mit dem erforderlichen Übersetzungsbereich oder durch Antreiben des Bandes mit
einem programmierbaren Motor erreicht werden, welcher vorprogrammiert werden
kann, um den Mechanismus für die periodisch unterbrochene Antriebseinrichtung
in jeder gewünschten Zahl von Schritten anzutreiben. Der Gebrauch eines
derartigen Bandschaltmechanismus ermöglicht deutliche Einsparungen hinsichtlich
des Betrages des benötigten Bandes, wenn der Abstand der Befestigungspunkte
in dem Werkstück größer als der minimale Abstand ist, der zum Montieren der
Befestigungselemente in dem Band erforderlich ist.
Wenn die Mehrzahl der Befestigungspunkte in einer geraden Linie liegen und der
Abstand zwischen jedem Befestigungspunkt ein Mehrfaches eines vorbestimmten
Einheitsabstandes ist, kann das Trägerband 2 mit den Befestigungselementen 4 in
einem Abstandsmuster identisch zu dem Abstandsmuster der Befestigungspunkte
vorbestückt werden. Wenn der Abstand der Befestigungspunkte kein ganzzahliges
Vielfaches eines vorbestimmten Einheitsabstandes ist, können die Bandführungen
60 verwendet werden, um eine Weglänge zwischen jedem der mehreren
Befestigungspunkte zu erzeugen, die ein ganzzahliges Vielfaches des vorbestimm
ten Einheitsabstandes ist.
Die obere Platte 52 und die untere Platte 54 werden durch Federn 68 beabstandet
voneinander gehalten, welche um die Führungshülsen 56 gewickelt sind, um einer
Halterung 70 zu ermöglichen, die ein Werkstück 72 trägt, zwischen der oberen und
der untere Platte schrittweise bzw. periodisch unterbrochen bewegt zu werden. Die
Halterung 70 ist nicht notwendig, kann jedoch vorteilhaft sein, um die Werkstücke
in einer Anordnungshalterung voranzuordnen, die diese in den erforderlichen
Relativpositionen hält, wenn die Werkstücke durch die Befestigungselementeein
richtung getragen bzw. geführt werden. Die Halterung kann Mittel aufweisen, durch
die sie in Verbindung mit einem Halterungsschrittmechanismus bzw. einen
Mechanismus zum periodisch unterbrochenen Antreiben der Halterung (nicht
gezeigt) betätigt bzw. verfahren werden kann, um jedes Teil der Anordnung der
Werkstücke geführt in eine Position zu bringen, wo die Befestigungselemente an
den gewünschten Befestigungspunkten angebracht werden können. Dies ist
insbesondere dort wichtig, wo es die Werkstücke erfordern, präzise positioniert zu
werden, um den Befestigungselementen zu ermöglichen, in vorgeformte Löcher
zugeführt zu werden. Auf diese Weise können beispielsweise Indexier- bzw.
Weiterschaltlöcher in dem Körper der Halterung verwendet werden, um die
Werkstückanordnung an der Lochdurchstechebene zu positionieren. Die gleichen
Weiterschaltlöcher können aufeinanderfolgend für eine genaue Positionseinstellung
an der Befestigungselementeanbringstation verwendet werden, um entweder die
Löcher in den Werkstücken präzise in Linie mit den Kolben und Matrizen bzw.
Formen innerhalb des Führungsverteilers zu bringen, oder um, wo der Führungsver
teiler einen begrenzten Freiheitsgrad aufweist, um sich relativ gegenüber den
Pressentischen der Antriebsmaschine zu bewegen, seine Kolben und Formen in
Linie mit den Löchern in dem Werkstück zu bringen.
Wenn sich der obere Pressentische 48 der Presse nach unten bewegt, übt der
obere Pressentisch einen Federdruck auf die obere Platte 52 mittels der Schrauben
federn 74 aus und drängt die obere Platte 52 nach unten, um die Zuführrohre 62
in Klemmkontakt mit dem Werkstück 72 zu bringen. Wenn der obere Pressentisch
48 seine Abwärtsbewegung fortsetzt, gelangt er in Kontakt mit den Kolben 58 und
veranlaßt die Kolben 58, jeweils ein Befestigungselement 4 aus dem Trägerband
2 hinaus zu drängen bzw. hinaus zu drücken und in die Zuführrohre 62 und danach
in Befestigungseingriff mit dem Werkstück 72 zu bringen. Auf diese Weise sind die
Kolben 58, die entsprechenden Formen bzw. Matrizen 66 und die Befestigungs
positionen axial ausgerichtet. Wie bereits vorstehend erläutert worden ist, stellen
die Zuführrohre 62 eine Vorklemmung des Werkstückes gegen die Formen bzw.
Matrizen 66 vor dem Anbringen der Befestigungselemente bereit.
Wenn der obere Pressentisch 48 danach nach oben bewegt wird, sind die Federn
68 in der Lage, die obere Platte 52 von der unteren Platte 54 abzuheben bzw.
wegzubewegen, um der Halterung 70 zu ermöglichen, zu der nächsten Befesti
gungsposition durch einen Halterungsweiterschaltmechanismus bzw. Mechanismus
zum periodisch unterbrochenen Antreiben (nicht gezeigt) weitergeschaltet bzw.
periodisch unterbrochen weiterbewegt zu werden. Das Trägerband wird ebenfalls
zu dem nächsten Muster an Befestigungselementen durch die Bandweiterschalt
mittel weitergeschaltet, um ein Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit dem
Kolben und der Form bzw. Matrize an jeder der ausgewählten Befestigungs
positionen zu bringen. Wo mehr als ein Befestigungstyp für jedes Werkstück
notwendig ist, kann das Trägerband mit einer geeigneten Mischung aus unter
schiedlichen Befestigungselementen vorbestückt werden.
Für eine genaue Positionierung der Befestigungselemente an dem Befestigungs
punkten können Antriebsräder (nicht gezeigt) innerhalb des Führungsverteilers
verwendet werden, die in Eingriff mit vorgeformten Positionierlöchern in dem
Trägerband gelangen. Die Antriebsräder können eine zweifache Funktion erfüllen.
Die Antriebsräder können durch die Einrichtung zum periodisch unterbrochenen
Antreiben angetrieben werden, um die Positionierlöcher in dem Trägerband zu einer
präzisen Position relativ gegenüber jedem Befestigungspunkt zu bringen und um das
Trägerband durch die Bandführungen mit einem minimalen Zug und damit mit einer
minimalen Dehnung zu führen.
Wo die flexiblen Trägerbänder eine Querschnittsgeometrie aufweisen, welche eine
Biegung bzw. Rotation um eine Längsachse, vorzugsweise die Längsachse, welche
durch die Mittenlinie des Bandes verläuft, und eine Biegung um eine Querachse
ermöglicht, vorzugsweise leicht versetzt von dem Band, um einen akzeptablen
Biegeradius zu erhalten, können derartige Bänder, wenn sie durch geeignet
gestaltete Bandführungen hindurchlaufen, welche eine Reihe von Drehungen
und/oder Biegungen erzeugen, Befestigungselemente zu jedem gewünschten
Befestigungspunkt in einer beliebigen Ebene transportieren. Derartige Anordnungen
wurden vorstehend getrennt mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 erläutert. Die
Gestaltung derartiger Bandführungen erfordert keine erfinderische Leistung. Obwohl
durch derartige Mittel ein einzelnes Trägerband verwendet werden könnte, um die
Befestigungselemente zu sämtlichen Befestigungspunkten eines Werkstückes zu
führen, ist es für eine verhältnismäßig große Zahl an Befestigungspunkten
bevorzugt, mehr als ein Band zu verwenden, wobei sämtlich Bänder gleichzeitig
weitergeschaltet bzw. periodisch unterbrochen angetrieben werden können, wie es
in Fig. 4 gezeigt ist. Beispielsweise können Doppelreihen an Nieten an den
Anhängerseitenwänden vorteilhaft gleichzeitig durch zwei Trägerbänder zugeführt
werden.
Das Mehrfachanbringsystem für Befestigungselemente, das in Fig. 5 gezeigt ist,
ist in der Lage, ein erstes Werkstück in der Form eines Sitztiegels bzw. Sitzpfanne
76 an einem zweiten Werkstück in der Form eines Sitzhaltemittels 78 zu
befestigen. Es ist zu bemerken, daß die Prinzipien, die mit Bezug auf Fig. 5 gezeigt
und erläutert werden, in einem weiten Bereich an Werkstücken eingesetzt werden
können. Mehrfachkolben 80 werden an einer oberen Platte 82 eines Führungsver
teilers 88 angebracht, welche beispielsweise zwischen den Pressentischen einer
Antriebsmaschine, wie beispielsweise einer mechanischen Presse (nicht gezeigt)
passen, die ausreichend groß ist, um das Werkstück einzuspannen und die in der
Lage ist, eine ausreichende Kraft aufzubringen, um die Befestigungselemente
gleichzeitig zu setzen bzw. anzubringen. Eine nach unten gerichtete Bewegung der
oberen Platte 82 veranlaßt die Kolben 80, sich jeweils nach unten durch ein
Zuführrohr 84 zu bewegen, um ein Befestigungselement 4 aus einem Trägerband
2 herauszunehmen und nach unten durch das Rohr und in Befestigungseingriff mit
den Werkstücken 76, 78 zu bringen, welche auf Setzformen bzw. Setzmatrizen 86
gehalten sind, die an einer unteren Platte des Führungsverteilers 88 vorgesehen
sind, welche an dem unteren Pressentisch der mechanischen Presse eingepaßt ist.
Auf diese Weise sind die Kolben 80, die entsprechenden Setzformen bzw.
Setzmatrizen 86 und die Befestigungsposition 90 axial ausgerichtet. Wie in Fig.
5 gezeigt ist, besitzen die Zuführrohre 84 unterschiedliche Längen, um die
Befestigungspunkte zu erreichen, welche in unterschiedlichen Ebenen liegen. Sobald
die Befestigungselemente angebracht worden sind, werden die Kolben 80
zurückgezogen, die Werkstücke 76, 78 ausgetauscht und das Trägerband zu den
nächsten Befestigungspositionen durch die Bandweiterschalteinrichtungen
weitergeschaltet, um jeweils ein Befestigungselement in axialer Ausrichtung mit
dem Kolben und der Form an jeder der Befestigungspositionen zu bringen. Die
Zuführrohre 84 stellen eine Vorklemmung des Werkstückes gegen die Formen bzw.
Matrizen 86 vor dem Anbringen der Befestigungselemente bereit.
Da die Bandführung zwischen den Befestigungspunkten nicht einem minimalen
Abstandsweg folgen muß, können die Befestigungselemente, mit denen das
Trägerband in vorbestimmten Einheitsabständen bestückt ist, aufeinanderfolgend
zu Befestigungspunkten geführt werden, welche weder in dem vorbestimmten
Einheitsabstand noch in einem Mehrfachen dieses vorbestimmten Einheitsabstandes
beabstandet angeordnet sind. Durch Abweichung von dem minimalen Abstandsweg
können die Bandführungen einen Weg zwischen zwei beliebigen Befestigungs
punkten bereitstellen, deren Länge ein Mehrfaches des vorbestimmten Einheits
abstandes beabstandet ist. Wo die Befestigungspunkte nicht natürlicherweise ein
Mehrfaches des vorbestimmten Einheitsabstandes sind, weisen die Bandführungen
eine zweite Funktion zum Erhöhen der Weglänge zu dem nächst Höheren des
Mehrfachen des vorbestimmten Einheitsabstandes auf.
Um die genaue Ausrichtung der Kolben und der Formen bzw. Matrizen mit den
Befestigungspositionen sicherzustellen, kann der Führungsverteiler auf einer
Antriebsmaschine in einer Weise angebracht sein, welche eine begrenzte
Lagefreiheit relativ gegenüber der Antriebsmaschine erlaubt. Dies gestattet dem
Führungsverteiler, in Eingriff mit Positioniermitteln zu gelangen, so daß die Kolben
und die Formen bzw. Matrizen in präziser axialer Ausrichtung mit den Befestigungs
punkten gebracht werden können.
Bei bestimmten Anwendungen können die mehreren Kolben direkt an dem oberen
Pressentisch der Antriebsmaschine und die Setzformen bzw. Setzmatrizen
unmittelbar an dem unteren Pressentisch der Antriebsmaschine angebracht werden
und die Befestigungselemente aus dem Trägerband direkt ohne Durchlauf durch die
Zuführrohre ausgetragen werden.
Claims (22)
1. Verfahren zum Zuführen mehrere Befestigungselemente (4) zu einem
Werkstück (14, 20; 32, 34, 36, 38; 72; 76, 78), wobei die Befestigungs
elemente in einem flexiblen Trägerband (2) angeordnet sind, welches eine
Führung (25, 29, 60) sowie Mittel (16, 18; 26, 28; 64) für eine periodisch
unterbrochene Antriebsbewegung passiert, um ein Befestigungselement in
axiale Ausrichtung mit einem Kolben (8, 58, 80) zu bringen,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband mit den Befestigungs
elementen in einem Muster vorbestückt wird, welches gleichzeitig ein
Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit einem Kolben an jedem der
mehreren Befestigungspositionen relativ gegenüber dem Werkstück bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband gleichzeitig ein Befestigungs
element in axiale Ausrichtung mit einem Kolben und einer Matrize (12, 66,
86) an jedem der mehreren Befestigungspositionen bringt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen jedem Befestigungs
element ein Mehrfaches eines vorbestimmten Einheitsabstandes ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (16, 18; 26, 28; 64) zum
periodisch unterbrochenen Antreiben des Bandes in der Lage ist, das
Trägerband (2) mit aufeinanderfolgenden periodisch unterbrochenen
Antriebsbewegungen über einen variablen Abstand periodisch unterbrochen
anzutreiben, wobei der Abstand ein Mehrfaches des vorbestimmten
Einheitsabstandes ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (25, 29, 60) eine Weglänge
zwischen jedem der mehreren Befestigungspositionen erzeugt, welche ein
ganzzahliges Vielfaches des vorbestimmten Einheitsabstandes ist.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband (2) mit den Befestigungs
elementen (4) in einem Abstandsmuster vorbestückt wird, welches identisch
zu dem Abstandsmuster der Befestigungspositionen ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband (2) mit mehreren Mustern an
Befestigungselementen (4) vorbestückt wird, wobei die Befestigungs
elemente eines Musters zwischen den Befestigungselementen eines
weiteren Musters verteilt sind.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband (2) flexibel um eine Achse
quer zur Längsrichtung des Bandes ist.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerband (2) flexibel um eine Achse
parallel zur Längsrichtung des Bandes ist.
10. Vorrichtung zum Anbringen mehrerer Befestigungselemente an einem
Werkstück,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Führungsverteiler
aufweist, der enthält:
eine obere Platte (52, 82), in der eine Reihe von Kolben (8, 58, 80) angeordnet ist, welche axial mit mehreren Befestigungspositionen ausgerich tet sind,
zumindest eine Bandführung (25, 29, 60), die in der Lage ist, wenigstens ein Band, welches Befestigungselemente trägt, in der Weise zu führen, daß die Befestigungselemente mit den Befestigungspositionen axial ausgerichtet werden, und
zumindest ein Mittel (16, 18; 26, 28; 64) zum periodisch unterbrochenen Antreiben eines Bandes, welches in der Lage ist, ein Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit dem Kolben an jeder der Befestigungspositionen zu bringen.
eine obere Platte (52, 82), in der eine Reihe von Kolben (8, 58, 80) angeordnet ist, welche axial mit mehreren Befestigungspositionen ausgerich tet sind,
zumindest eine Bandführung (25, 29, 60), die in der Lage ist, wenigstens ein Band, welches Befestigungselemente trägt, in der Weise zu führen, daß die Befestigungselemente mit den Befestigungspositionen axial ausgerichtet werden, und
zumindest ein Mittel (16, 18; 26, 28; 64) zum periodisch unterbrochenen Antreiben eines Bandes, welches in der Lage ist, ein Befestigungselement in axiale Ausrichtung mit dem Kolben an jeder der Befestigungspositionen zu bringen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
enthaltend eine Bodenplatte (54), welche mit einer Reihe von Formen (12,
66, 86) versehen ist, die axial mit den mehreren Befestigungspositionen
ausgerichtet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (54) an einem unteren
Pressentisch (50) einer mechanischen Presse angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 10, 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die obere Platte (52, 82) zu einer Bewegung
mit einem oberen Pressentisch (48) einer mechanischen Presse in der Lage
ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (16, 18; 26, 28; 64) zum
periodisch unterbrochenen Antreiben des Bandes in der Lage ist, das
Trägerband (2) mit aufeinanderfolgenden periodisch unterbrochenen
Antriebsbewegungen über einen variablen Abstand periodisch unterbrochen
anzutreiben, welcher ein Mehrfaches eines vorbestimmten Einheitsabstandes
ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bandführung (25, 29, 60) eine Weglänge
zwischen jedem der mehreren Befestigungspositionen erzeugt, welche ein
ganzzahliges Vielfaches des vorbestimmten Einheitsabstandes ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungspositionen im wesentlichen
auf einer geraden Linie liegen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Klemmittel zum Vorklemmen des
Werkstückes vor dem Anbringen der Befestigungselemente vorgesehen ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsverteiler auf einer Antriebsma
schine in einer Weise angeordnet ist, welche eine begrenzte Lagefreiheit
relativ gegenüber der Antriebsmaschine ermöglicht, wodurch der Führungs
verteiler in Eingriff mit Positioniermitteln gelangen kann, um die Kolben (8,
58, 80) in eine genaue axiale Ausrichtung gegenüber den Befestigungs
positionen zu bringen.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (8, 58, 80) in der Lage sind, die
Befestigungselemente (4) aus dem Trägerband (2) in Zuführrohre (10, 62,
84) zum Zuführen der Befestigungselemente zu den erforderlichen
Befestigungspositionen zu drängen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrohre (10, 62, 84) eine axial sich
längserstreckende kontinuierliche Einschnürung beinhalten, um einen freien
Fall der Befestigungselemente zu verhindern und eine gewünschte
Ausrichtung der Befestigungselemente bereitzustellen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführrohre (10, 62, 84) in der Lage sind,
die Befestigungselemente (4) aus dem Trägerband (2) mit dem Kopf voraus
aufzunehmen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 19, 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsverteiler eine Öffnung zwischen
den Zuführrohren (10, 62, 84) und den Formen (12, 66, 86) aufweist, um
den Durchgang eines Werkstückes (14, 20; 32, 34, 36, 38; 72; 76, 78) mit
ausreichendem Freiraum zu ermöglichen, so daß das Werkstück von den
Formen abgehoben werden kann, nachdem die Befestigungselemente (4)
angebracht worden sind.
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