DE29706963U1 - Fastening element, in particular T-bolt or punch rivet with a short shaft and device for feeding the fastening element - Google Patents
Fastening element, in particular T-bolt or punch rivet with a short shaft and device for feeding the fastening elementInfo
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Description
Emhart Inc. 16. April 1997Emhart Inc. April 16, 1997
E40410 KA/BN/ku4E40410 KA/BN/ku4
Befestigungselement, insbesondere T-Bolzen oder Stanzniet mit kurzem Schaft, und Vorrichtung zum Zuführen des BefestigungselementsFastening element, in particular T-bolt or punch rivet with a short shaft, and device for feeding the fastening element
Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, das mit einem Bauteil verbindbar ist. Insbesondere betrifft die Erfindung T-Bolzen und Stanznieten mitThe invention relates to a fastening element that can be connected to a component. In particular, the invention relates to T-bolts and punch rivets with
is kurzem Schaft. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Zuführen eines Befestigungselements in eine Befestigungsposition, in der es an oder in einem Bauteil befestigbar ist. Die Zuführungsvorrichtung weist einen Ladekanal und einen in dem Ladekanal hin und her bewegbaren Ladestift auf. Durch eine Bewegung des Ladestifts wird das Befestigungselement in die Befestigungsposition geschoben.is short shaft. The invention further relates to a device for feeding a fastening element into a fastening position in which it can be fastened to or in a component. The feeding device has a loading channel and a loading pin that can be moved back and forth in the loading channel. By moving the loading pin, the fastening element is pushed into the fastening position.
Beispielsweise durch die DE 36 13 397 Cl ist ein als ein Schweißbolzen ausgebildetes Befestigungselement bekannt, wobei der Schweißbolzen einen zylindrischen Bereich zur Erfassung durch eine Bolzenschweißvorrichtung aufweist, an den sich ein Gewindeschaft kleineren Durchmessers anschließt. Der zylindrische-Bereich zur Erfassung durch die Bolzenschweißvorrichtung ist relativ schmal, so daß während der Zuführung des Bolzens in eine Befestigungsposition, in der der Bolzen angeschweißt wird, die Gefahr besteht, daß der Schweißbolzen nicht lagerichtig zugeführt wird, z. B. nicht mit seinem Befestigungsende voran zugeführt wird.For example, DE 36 13 397 C1 discloses a fastening element designed as a welding stud, the welding stud having a cylindrical region for engagement by a stud welding device, to which a threaded shaft of smaller diameter is connected. The cylindrical region for engagement by the stud welding device is relatively narrow, so that when the stud is fed into a fastening position in which the stud is welded, there is a risk that the welding stud will not be fed in the correct position, e.g. not fed with its fastening end first.
In der DE 94 06 687 Ul wird eine Zuführungseinrichtung für längliche, insbesondere mit Kopf ausgebildete Befestigungselemente beschrieben. DieDE 94 06 687 Ul describes a feeding device for elongated fastening elements, in particular those with a head.
Zuführungseinrichtung weist eine Klemmzange mit mindestens zwei Klemmschenkeln auf, wobei die Klemmschenkel eine Führungsstufe zur Führung des länglichen Befestigungselements und eine der äußeren Form der zu klemmenden länglichen Bauteile angepaßte Ausnehmung aufweisen. Auf diese Weise wird ein Verklemmen oder Verkanten der zuzuführenden Befestigungselemente, insbesondere bei hohen Zuführungsgeschwindigkeiten, vermieden.Feeding device has a clamping pliers with at least two clamping legs, wherein the clamping legs have a guide step for guiding the elongated fastening element and a recess adapted to the external shape of the elongated components to be clamped. In this way, jamming or tilting of the fastening elements to be fed is avoided, particularly at high feed speeds.
In der DE 94 18 373 Ul wird eine Bolzeniaiführungsvorrichtung beschrieben, die einen Ladekanal mit einer im wesentlichen senkrecht zum Ladekanal ausgebildeten Bolzenzuführungsöfmung und einen im Ladekanal hin und her bewegbaren Ladestift aufweist. Mit dem Ladestift wird ein zuzuführender Bolzen von der Bolzenzuführungsöfmung zu einem Bolzenhalter hin verschoben. Der Ladekanal ist in Form einer hülsenförmigen Zange ausgebildet, die wenigstens über einen Teil der Längserstreckung geschlitzt ist und deren durch die Schlitze voneinander getrennten Zangensegmente im. wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung federnd sind. Somit wird eine sichere und zuverlässige Positionierung des Bolzens im Bolzenhalter erreicht, insbesondere auch bei T-Bolzen mit kurzem Schaft, deren Schaftlänge kürzer als der Kopfdurchmesser ist. ..->■ .DE 94 18 373 Ul describes a bolt guide device which has a loading channel with a bolt feed opening which is essentially perpendicular to the loading channel and a loading pin which can be moved back and forth in the loading channel. The loading pin is used to move a bolt to be fed from the bolt feed opening to a bolt holder. The loading channel is designed in the form of a sleeve-shaped pliers which is slotted over at least part of its longitudinal extension and whose pliers segments separated from one another by the slots are springy essentially perpendicular to the longitudinal extension. This ensures safe and reliable positioning of the bolt in the bolt holder, particularly with T-bolts with a short shaft, the shaft length of which is shorter than the head diameter. ..->■ .
Bekannt ist weiterhin durch die DE 296 17 208 Ul eine Bolzenschweißeinrichtung mit einer Bolzenzuführungsvorrichtung in der Art einer Schweißpistole. Der Ladekanal der Bolzenzufuhrungsvorrichtung weist an,< einer Austrittsmündung einen Bolzenhalter mit federelastischen Haltefingern auf. Durch den Bolzenhalter ist ein Bolzen sowohl beim Zuführungsvorgang als auch beim anschließenden Schweißvorgang in der richtigen Lage haltbar bzw. führbar.Furthermore, DE 296 17 208 Ul discloses a stud welding device with a stud feed device in the form of a welding gun. The loading channel of the stud feed device has a stud holder with spring-elastic holding fingers at an outlet opening. The stud holder enables a stud to be held or guided in the correct position both during the feed process and during the subsequent welding process.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Befestigungselement und eine Vorrichtung zum Zuführen des Befestigungselemts in eine Befestigungsposi-The object of the present invention is to provide a fastening element and a device for feeding the fastening element into a fastening position.
tion anzugeben, bei denen eine sichere lagerichtige Zuführung des Befestigungselements in die Befestigungsposition gewährleistet ist.tion, which ensures that the fastening element is fed safely and correctly into the fastening position.
Die Aufgabe wird durch ein Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Zuführungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.The object is achieved by a fastening element with the features of claim 1 and by a feed device with the features of claim 8. Embodiments and further developments are the subject of the respective dependent claims.
Das erfindungsgemäße Befestigungselement weist an einem dem Befestigungsende gegenüberliegenden Führungsende eine Ausnehmung zum Aufnehmen eines in die Ausnehmung passenden Werkzeugendstücks auf. Wird das Befestigungselement mit Hilfe eines entsprechenden Werkzeuges in die Befestigungsposition geführt, so bestehen höchstens noch eingeschränkte Möglichkeiten, daß das Befestigungselement eine Lage einnimmt, die von der vorgesehenen Lage abweicht. Dabei kann das Werkzeug starr geführt sein oder bis zu einem gewissen Grad flexibel geführt sein, so daß es eventuellen Bewegungen des Befestigungselements aus der vorgesehenen Lage bis zu einer definierten Grenze folgen kann. In beiden Fällen wird spätestens bei Erreichen ..der maximalen Lageabweichung das Befestigungselement .,im Bereich seiner Ausnehmung an das Werkzeugendstück stoßen und nicht weiter abweichen können.The fastening element according to the invention has a recess on a guide end opposite the fastening end for receiving a tool end piece that fits into the recess. If the fastening element is guided into the fastening position using a corresponding tool, there are at most limited possibilities that the fastening element will assume a position that deviates from the intended position. The tool can be guided rigidly or flexibly to a certain degree so that it can follow any movements of the fastening element from the intended position up to a defined limit. In both cases, at the latest when the maximum position deviation is reached, the fastening element will hit the tool end piece in the area of its recess and will not be able to deviate any further.
Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Befestigungselements, .,ist, dieses ein sogenannter T-Bolzen oder ein Stanzniet mit einem Schaft und einem mit dem Schaft verbundenem Kopf, wobei der Kopf eine größere Querschnittsfläche als der Schaft aufweist und wobei der Kopf das Führungsende mit der Ausnehmung bildet.In a further development of the fastening element according to the invention, this is a so-called T-bolt or a punch rivet with a shaft and a head connected to the shaft, the head having a larger cross-sectional area than the shaft and the head forming the guide end with the recess.
Bei noch einer Weiterbildung ist die Länge des Befestigungselements, gemessen zwischen dem Befestigungsende und dem Führungsende, kleiner oderIn a further development, the length of the fastening element, measured between the fastening end and the guide end, is less than or
gleich der Breite des Befestigungselements, gemessen senkrecht zur Längsrichtung, d. h. zu der Richtung, in der die Länge gemessen wird. Befestigungselemente in solcher Ausgestaltung weichen besonders leicht beim Zuführungsvorgang von der richtigen Lage ab, wenn sie in Längsrichtung in einem Zuführungskanal zugeführt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung einer Ausnehmung am Führungsende kann dies zuverlässig vermieden werden.equal to the width of the fastening element, measured perpendicular to the longitudinal direction, i.e. to the direction in which the length is measured. Fastening elements in this design deviate particularly easily from the correct position during the feeding process if they are fed in the longitudinal direction in a feed channel. This can be reliably avoided by the inventive formation of a recess at the guide end.
Für viele Anwendungen ist es günstig, wenn die Außenkontur im wesentlichen symmetrisch bezüglich einer Längsachse des Befestigungselements ist, wobei auch die Ausnehmung im wesentlichen symmetrisch bezüglich der Längsachse ausgebildet ist.For many applications, it is advantageous if the outer contour is essentially symmetrical with respect to a longitudinal axis of the fastening element, whereby the recess is also essentially symmetrical with respect to the longitudinal axis.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Befestigungselements verjüngt sich is die Ausnehmung vom Führungsende in Richtung auf das Befestigungsende zu, d. h. die Querschnittsfläche der Ausnehmung wird kleiner. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, daß das Werkzeugendstück zuverlässig in die Ausnehmung eingeführt werden kann, selbst wenn das Befestigungselement dabei nicht, exakt in der: richtigen Lage ist. Ein weiterer Vorteil ist,, daß ein Befestigungselement richtig ausgerichtet wird, wenn es mit Hilfe des Werkzeugendstücks seitlich an einer Führung entlang geführt wird.In an advantageous design of the fastening element, the recess tapers from the guide end towards the fastening end, i.e. the cross-sectional area of the recess becomes smaller. An advantage of this design is that the tool end piece can be reliably inserted into the recess, even if the fastening element is not in exactly the right position. A further advantage is that a fastening element is correctly aligned when it is guided laterally along a guide with the help of the tool end piece.
Die Querschnittsfläehe der Ausnehmung kann beispielsweise-polygonal oder kreisförmig sein. Bei kreisförmiger Ausgestaltung wird vorzugsweise ein ebenfalls im Querschnitt kreisförmiges Werkzeugendstück verwendet. Das Werkzeugendstück kann ohne axiale Drehbewegung in die Ausnehmung eingeführt werden. Unter Umständen soll das Befestigungselement in einer bestimmten Drehposition, bezogen auf eine Längsachse, zugeführt werden. In solchen Fällen ist eine Ausnehmung mit polygonaler Querschnittsfläehe von Vorteil.The cross-sectional area of the recess can be, for example, polygonal or circular. In the case of a circular design, a tool end piece that is also circular in cross-section is preferably used. The tool end piece can be inserted into the recess without axial rotation. In certain circumstances, the fastening element should be inserted in a specific rotational position relative to a longitudinal axis. In such cases, a recess with a polygonal cross-sectional area is advantageous.
Die erfindungsgemäße Zuführungsvorrichtung weist einen Ladekanal, in dem ein erfindungsgemäßes Befestigungselement in eine Befestigungsposition fuhrbar ist, und einen in dem Ladekanal hin und her bewegbaren Ladestift auf. Der Ladestift weist ein in die Ausnehmung passendes Werkzeugendstück auf, so daß das Befestigungselement lagerichtig in die Befestigungsposition führbar ist. Das Befestigungselement wird vorzugsweise durch einen elastischen Schlauch, dessen Innenquerschnitt im wesentlichen dem Längsschnitt des Befestigungselement entspricht, in den Ladekanal eingebracht. Dort fährt der Ladestift aus emer zurückgezogenen Position mit dem WerkzeugendstückThe feed device according to the invention has a loading channel in which a fastening element according to the invention can be guided into a fastening position, and a loading pin that can be moved back and forth in the loading channel. The loading pin has a tool end piece that fits into the recess so that the fastening element can be guided into the fastening position in the correct position. The fastening element is preferably introduced into the loading channel through an elastic hose whose inner cross section corresponds essentially to the longitudinal section of the fastening element. There, the loading pin moves from a retracted position with the tool end piece
&iacgr;&ogr; voran auf das Fühningsende des lagemäßig etwa korrekt ausgerichteten Befestigungselement zu und greift mit dem Werkzeugendstück in die Ausnehmung ein. Durch Weiterbewegen des Ladestiftes wird das Befestigungselement in dem Ladekanal bis zur Befestigungsposition geführt.&iacgr;&ogr; forwards towards the guide end of the fastening element, which is approximately correctly aligned, and engages the recess with the tool end piece. By moving the loading pin further, the fastening element is guided in the loading channel to the fastening position.
is Die erfindungsgemäße Zuführungsvorrichtung kann, wie bekannte Zufuhrungsvorrichtungen, mit einem Ladekanal und einem Ladestift ausgebildet sein, jedoch mit dem Unterschied, daß der Ladestift das Werkzeugendstück aufweist. Für Details solcher Zuführungsvorrichtungen wird hiermit vollinhaltlich auf die DE 296 17 208 Ul und die DE 94 18 373 Ul Bezug genommen.is The feed device according to the invention can, like known feed devices, be designed with a loading channel and a loading pin, but with the difference that the loading pin has the tool end piece. For details of such feed devices, reference is hereby made in full to DE 296 17 208 Ul and DE 94 18 373 Ul.
Bei einer Weiterbildung der Zuführungsvorrichtung paßt das Werkzeugendstück formschlüssig in die Ausnehmung am Führungsende des Befestigungselements. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, daß das Befestigungselement mit einem Spiel zuführbar ist, das nicht oder nur unwesentlich größer als das Spiel ist, mit dem der Ladestift in dem Ladekanal bewegt wird.In a further development of the feed device, the tool end piece fits positively into the recess at the guide end of the fastening element. An advantage of this design is that the fastening element can be fed with a play that is not or only insignificantly greater than the play with which the loading pin is moved in the loading channel.
Bei einer weiteren Ausgestaltung weist der Ladestift einen Basisabschnitt auf, dessen Querschnittsfläche größer als die Querschnittsfläche des Werkzeugend-Stückes ist, so daß der Basisabschnitt außerhalb der Ausnehmung zur AnlageIn a further embodiment, the loading pin has a base section, the cross-sectional area of which is larger than the cross-sectional area of the tool end piece, so that the base section is outside the recess for installation
an das Führungsende des Befestigungselements bringbar ist. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung ist, daß insbesondere T-Bolzen oder Stanznieten mit kurzem Schaft besonders zuverlässig in richtiger Lage zugeführt werden können.can be brought to the leading end of the fastening element. An advantage of this design is that T-bolts or punch rivets with a short shaft in particular can be fed in the correct position particularly reliably.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Befestigungselements und der erfindungsgemäßen Zuführungsvorrichtung werden anhand der Zeichnung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Die einzelnen Figuren der Zeichung zeigen:Embodiments of the fastening element according to the invention and the feed device according to the invention are described with reference to the drawing. However, the invention is not limited to these embodiments. The individual figures of the drawing show:
Fig. 1 einen T-Bolzen bei der Zuführung in einem Ladekanal imFig. 1 a T-bolt being fed into a loading channel in the
Längsschnitt undLongitudinal section and
Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Bolzenkopfes von oben.Fig. 2 is a top view of the bolt head shown in Fig. 1.
In Fig. 1 ist eine Momentaufnahme eines Zuführungsvorganges im Längsschnitt dargestellt. Ein Befestigungselement in Ausgestaltung eines T-Bolzens 1 wird in Pfeilrichtung mit seinem Befestigungsende voran zugeführt. An dem Führungsende 3 des T-Bolzens 1 ist eine Ausnehmung 4 ausgebildet. Die Länge L des T-Bolzens 1 ist kleiner als die Breite B, gemessen senkrecht zur Längsachse 7 des T-Bolzens 1. Da die Außenkontur des T-Bolzens 1 rotationssymmetrisch zur Längsachse 7 ist, ist die Breite B gleich dem Außendurchmesser des Bolzenkopfes 6. Der Schaft 5 ist aus dem genannten Grund verhältnismäßig kurz.Fig. 1 shows a snapshot of a feeding process in longitudinal section. A fastening element in the form of a T-bolt 1 is fed in the direction of the arrow with its fastening end leading. A recess 4 is formed on the leading end 3 of the T-bolt 1. The length L of the T-bolt 1 is smaller than the width B, measured perpendicularly to the longitudinal axis 7 of the T-bolt 1. Since the outer contour of the T-bolt 1 is rotationally symmetrical to the longitudinal axis 7, the width B is equal to the outer diameter of the bolt head 6. For this reason, the shaft 5 is relatively short.
Von der Bolzenzuführungsvorrichtung sind in Fig. 1 nur die Kanalwandung 10 des Ladekanals 12 und der Ladestift 11 dargestellt. Der Ladestift 11 weist an seinem dem T-Bolzen zugewandten Ende das Werkzeugendstück 13 auf, das als zentral in Längsrichtung angeordneter Vorsprung des Basisabschnitts 14 ausgebildet ist. Der Basisabschnitt 14 erstreckt sich nahezuOf the bolt feed device, only the channel wall 10 of the loading channel 12 and the loading pin 11 are shown in Fig. 1. The loading pin 11 has the tool end piece 13 at its end facing the T-bolt, which is designed as a centrally arranged projection of the base section 14 in the longitudinal direction. The base section 14 extends almost
über die gesamte Breite des Ladekanals 12. Die dem T-Bolzen zugewandte Stirnseite des Basisabschnitts 14 mit dem Werkzeugendstück 13 ist so geformt, daß sie formschlüssig zur Anlage an das Führungsende 3 des T-Bolzens bringbar ist. Somit ist trotz des ungünstigen Verhältnisses der Länge L zur Breite B des T-Bolzens 1 eine lagerichtige Zuführung gewährleistet.over the entire width of the loading channel 12. The front side of the base section 14 facing the T-bolt with the tool end piece 13 is shaped in such a way that it can be brought into positive contact with the guide end 3 of the T-bolt. This ensures that the tool is fed in the correct position despite the unfavorable ratio of the length L to the width B of the T-bolt 1.
Anhand von Fig. 2 ist erkennbar, daß die sich von dem Führungsende 3 in Richtung auf das Befestigungsende 2 zu verjüngende Ausnehmung 4 eine quadratische Querschnittsfläche aufweist. Der T-Bolzen 1 kann somit verdrehsicher zugeführt werden. Dies ist erforderlich, weil der T-Bolzen 1 an seinem Schaft 5 eine Nase 8 aufweist, die in einer bestimmten Drehposition bezogen auf die Längsachse 7 zu halten ist.From Fig. 2 it can be seen that the recess 4, which tapers from the guide end 3 in the direction of the fastening end 2, has a square cross-sectional area. The T-bolt 1 can thus be fed in a rotationally secure manner. This is necessary because the T-bolt 1 has a nose 8 on its shaft 5, which must be held in a certain rotational position relative to the longitudinal axis 7.
Durch das erfindungsgemäßen Befestigungselement und die erfindungsgemäße Zuführungsvorrichtung ist gewährleistet, daß das Befestigungselement lagerichtig in eine Befestigungsposition geführt werden kann. Bekannte Befestigungselemente und Zuführungsvorrichtungen können kostengünstig hergestellt werden, da sie durch konstruktiv einfache Maßnahmen aus dem Stand der Technik abgeleitet werden können. So ist mit geringem Aufwand zu vermeiden, daß sich Befestigungseinrichtungen bei ihrer Zuführung in einem Ladekanal verklemmen und daher teure Zuführungsvorrichtungen unter Umständen beschädigen oder zerstören. Insbesondere bei Serienfertigungsprozessen verlängert die zuverlässige lagerichtige Zuführung von Befestigungselementen die tatsächlichen Maschinenlaufzeiten der gesamten Serienfertigungsanlage, da ein Ausfall einer einzigen Maschine den gesamten Fertigungsprozeß unterbricht.The fastening element according to the invention and the feeding device according to the invention ensure that the fastening element can be guided into a fastening position in the correct position. Known fastening elements and feeding devices can be manufactured inexpensively, since they can be derived from the state of the art using simple structural measures. This means that fastening devices can be prevented from jamming in a loading channel during their feeding and therefore potentially damaging or destroying expensive feeding devices with little effort. Particularly in series production processes, the reliable, correct feeding of fastening elements extends the actual machine running times of the entire series production system, since a failure of a single machine interrupts the entire production process.
Emhart Inc.Emhart Inc.
16. April 1997 E40410 KA/BN/ku416 April 1997 E40410 KA/BN/ku4
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