EP1476278B1 - Befestigungswerkzeug - Google Patents
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- EP1476278B1 EP1476278B1 EP03702636A EP03702636A EP1476278B1 EP 1476278 B1 EP1476278 B1 EP 1476278B1 EP 03702636 A EP03702636 A EP 03702636A EP 03702636 A EP03702636 A EP 03702636A EP 1476278 B1 EP1476278 B1 EP 1476278B1
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- European Patent Office
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- transport
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Definitions
- the present invention relates to a fastening tool for applying plastic parts to articles, wherein the plastic parts are supplied in the form of a belt, wherein the plastic parts are linked together by means of at least one flexible web, wherein the fastening tool is adapted to transport the tape by means of a feed device
- a feed device Such that in each case a plastic part is fed into a fastening position, and wherein the feed device has a fluid drive which is coupled via a translation-rotation converter with a transport wheel which is rotatably mounted on the fastening tool and designed to form-fitting or non-positively on the Attacking band to transport it.
- plastic parts In many fields of the prior art, it is necessary to attach parts to objects, for example nails in wooden objects, screws in wooden objects, plastic parts on metal objects such as metal sheets, etc.
- plastic parts often called clips, on unprepared or prepared metal sheets For example, on welding studs, is an economically significant area.
- a plurality of such plastic parts are attached to the vehicle body to perform holding functions, for example, for storage of instrument panels, for holding liners, carpets, brake lines, electric wires, etc.
- a band is known in which the plastic parts are concatenated one behind the other.
- the plastic parts are molded during its molding process (usually by injection molding) to one or two flexible webs, wherein the flexible webs are either connected to other flexible webs, or fed as an endless web in the injection molding machine.
- the tape is rolled up and transported rolled up to the manufacturing site.
- This type of preparation of plastic parts is offered by Tucker GmbH under the name "Plastifast".
- the fastening tool has a housing with a handle. On the housing, a magazine is mounted, which has two longitudinal webs, in which the tape is introduced with the plastic parts. From there, the plastic parts are directed into a head, in which the plastic parts are deflected into curved guides. On the head is also a feed device for transporting the tape.
- the feed mechanism has a transport wheel which engages positively on the belt. The transport wheel is coupled via a translation-rotation converter with a pneumatic drive.
- the translation rotary converter has a plurality of laterally projecting pins on the transport wheel.
- the pitch of these pins corresponds to the pitch of the teeth on the outer circumference of the transport wheel.
- the pneumatic drive has a translationally reciprocating carrier element, which in each case "catches" a pin during a return movement and “pushes” a pin lying in front of it during a forward movement in order to rotate the transport wheel.
- a complex latching mechanism allows a backward movement of the support element, without moving back the transport wheel.
- the feed mechanism disclosed in this document is in need of improvement in functional and constructive terms. In order to ensure that a plastic part in each case reaches a fastening position, even if problems occur at the feed mechanism, a hand wheel is provided on the outside, by means of which the transport wheel can be turned by hand.
- From the EP 0 131 851 A1 is a device for screwing in or out of known.
- screws are supplied automatically, the screws are inserted into a strip-shaped screw magazine and are pressed under spring force into a mounting position.
- a "machine-gun-like" lateral supply of nail strips to a fastening tool is from the DE 36 06 901 A1 known.
- Freewheels are devices in which the connection of two shafts is released when the driven shaft rotates faster than the driving. As a result, the transmission of torque is possible only in one direction. Such freewheels are commercially available as prefabricated components.
- a translationally effective fluid drive converts strokes of a certain extent in rotational movements of the transport wheel.
- the return stroke is not transferred to the transport wheel.
- the fluid drive preferably has a piston / cylinder arrangement with variable lift.
- variable lift means that the piston / cylinder assembly does not necessarily exert its full stroke at each actuation.
- the stroke depends, for example, on the respective opposing force. In this way it is possible to variably achieve a desired stroke by a sum of several individual full strokes and / or a partial stroke. As a result, the overall design effort is further reduced.
- the fluid drive is a pneumatic drive.
- Compressed air is a common working medium at the production facilities in question.
- the driven wheel is arranged coaxially within the driving wheel. This results in that the fluid drive can exert a larger moment on the driving wheel due to the larger radius. It is also advantageous that the driven wheel may have a greater axial extent, for example, to store a plurality of individual transport wheels rotatably.
- the driving wheel is arranged coaxially within the driven wheel.
- the driven wheel may be equal to the transport wheel.
- the transport wheel is releasably coupled to the driven wheel of the freewheel.
- the fastening tool for different types of parts, namely by one each on the distance and / or the shape of the parts on the belt adapted transport wheel is used.
- the transport wheel is designed as a ring gear, which can be pushed onto the driven wheel of the freewheel. In this way, the transport wheels can be produced comparatively easily.
- the rotationally fixed connection can be done either solely due to friction (press fit). However, preference is a keyway or similar, positively acting in the direction of rotation coupling.
- the driving wheel of the freewheel is coupled to the fluid drive via a crank drive.
- Crank drives can be structurally comparatively simple and robust.
- the driving wheel has a laterally projecting pin which engages in a longitudinal recess of a connecting block which is coupled to the fluid drive.
- the longitudinal recess is aligned transversely, preferably perpendicular, to the stroke direction of the fluid drive. In this way, the longitudinal recess can implement lifting movements in rotational movements of the driving wheel and record the occurring movement of the pin transversely to the stroke direction.
- the attachment position is defined by a stop.
- the fluid drive acts on the translation rotary converter with a drive force by means of which the plastic part to be fastened next is transported to a stop which defines the fastening position.
- the fluid drive When actuated, the fluid drive generally exerts a force (which may be variable due to the different moments on the translational rotary transducer) on the transport wheel and consequently on the plastic parts to be transported. Consequently, the feed device need not be adapted to the distance of the plastic parts on the band with respect to the respective range of motion.
- the transporting of the respective foremost part into the fastening position takes place by actuating the fluid drive until the part is in the fastening position.
- a corresponding counterforce acts on the fluid drive, so that it remains in the last occupied position. Then, the fluid drive presses the plastic part, for example, continues against the stop during continued operation, so that always an exact positioning in the mounting position is ensured. Alternatively, holding the positioning by the freewheel is realized by the driven wheel is supported thereon.
- the driving wheel has a predetermined rotational range of less than 180 °. Because it is essential that the freewheeling property is used to ensure that the return stroke of the fluid drive has a reverse rotation of the driving wheel result. As a rule, the amount of rotation will be significantly less than 180 °. However, the exact values depend on the design parameters, the tribological properties of the materials used, etc.
- a fastener tool according to the prior art is generally designated 10.
- the general structure of the fastening tool corresponds to the fastening tool described in the document DE 196 43 656 A1 is disclosed.
- the fastening tool 10 serves to attach plastic parts 12 to an object 14.
- a plastic part 12 is transported in a front mounted mounting position 18, which is aligned with a longitudinal axis 16 of the fastening tool 10.
- the plastic part 12 has a cylindrical projection which is inserted into a blind hole of an article 14.
- the projection of the plastic part 12 could also be tubular.
- a stud bolt would be provided on the article 14, for example, welded by a stud welding method.
- the fastening tool 10 is not limited to the illustrated plastic part 12. Rather, a plurality of different plastic parts 12 can be attached to a wide variety of objects 14 with the fastening tool 10.
- the plastic parts 12 are each provided in the form of a band 20.
- the band 20 has two parallel flexible webs 22, 24.
- the plastic parts 12 are molded with a predetermined distance A to the webs 22, 24.
- Such a band is basically from the aforementioned EP 0 506 307 B1 known.
- the belt 20 is fed to the fastening tool 10 from the rear in a feed direction 26 that is approximately parallel to the longitudinal axis 16.
- the tape may, for example, be provided wound on suitable carriers and is automatically unwound therefrom by means of the fastening tool 10, as will be explained below.
- the fastening tool 10 has a housing 30, from the underside of which a handle 32 extends. On an underside of the handle supply lines 34 are connected, in the present case, a compressed air line and an electrical supply line. On the handle, a switch 36 is provided for operation by the index finger. The operation of the switch 36 causes the plastic part 12 located in each case in the fastening position 18 to be separated from the webs 22, 24 and applied to the object 14. Furthermore, the following plastic part 12 'is subsequently transported into the fastening position 18.
- the housing 30 further includes a magazine holder 38 on which an elongated magazine 40 is mounted.
- the magazine 40 has two parallel longitudinal profiles 42, 44, which are aligned approximately parallel to the longitudinal axis 16.
- the band 20 is guided between the longitudinal profiles 42, 44.
- the magazine 40 has a length such that a predetermined number, in the present case about six plastic parts 12 are lined up one behind the other in the magazine 40. In the magazine 40, the band 20 is held stabilized in the axial direction.
- the magazine 40 is further formed pivotable about the longitudinal axis 16, as indicated schematically at 46.
- the housing 30 further includes a head 48 which connects to the magazine 40 in the forward direction. During pivoting movements of the magazine 40, the head 48 is pivoted.
- two arcuate profiles 50, 52 are provided, which represent a continuation of the longitudinal profiles 42, 44 and deflect the band 20 approximately by 90 °.
- a transversely extending stop 54 is provided, which defines the fastening position 18.
- a collecting means 56 for the webs 20, 22 is further provided, which are conveyed after the separation of the plastic parts 12 in the mounting position 18 downwards away.
- FIG. 2 Fig. 3 is a perspective view of the head 48 shown in partial cutaway view.
- a ram 60 aligned with the longitudinal axis 16 is provided in the head 48.
- the plunger 60 is moved forward to separate the plastic part 12 located in each case in the fastening position 18 from the webs 20, 22 and to connect them to the object 14.
- a feed device 62 is provided to further transport the belt 20 after each fastening operation, so that the respective subsequent plastic part 12 'enters the fastening position 18.
- the structure of the fastening tool 10 described so far corresponds to the structure of that fastening tool, which consists of the aforementioned DE 196 43 656 A1 has become known.
- the present fastening tool 10 differs therefrom in particular by the feed device 62.
- the feed device 62 has a fluid drive in the form of an approximately parallel to the longitudinal axis 16 aligned piston / cylinder assembly 64.
- the piston / cylinder assembly 64 is connected to the pneumatic line 34, which is not shown in detail in the figures.
- a piston 66 of the piston / cylinder assembly 64 extends forward parallel to the longitudinal axis 16 and is rigidly connected to a connecting block 68.
- the connecting block 68 has a perpendicular to the piston axis extending communication hole 70.
- a freewheel arrangement 72 is provided in addition to the connection block 68.
- the freewheel assembly 72 includes an outer driving wheel 74 and an inner driven wheel 76, between which a freewheel hub 78 is disposed.
- the structure of such freewheel hubs is known per se, so that the internal structure will not be described here.
- a laterally projecting pin 80 is provided, which engages in the slot 70.
- the pin 80 is driven by the connecting block 68, so that the driving wheel 74 rotates.
- the freewheel hub 78 is arranged so that the driven wheel 76 is entrained in this rotational movement.
- the connecting block 68 Upon return stroke of the piston / cylinder assembly 64, the connecting block 68 is set back, taking the pin 80 with it again. In this case, the driving wheel 74 is rotated back to the starting position. The driven wheel 76 remains in the previously assumed position.
- the connecting block 68, the slot 70, the freewheel assembly 72 and the pin 80 thus form a translation rotary converter.
- the driven wheel 76 is formed in the present case as a shaft which extends transversely to the longitudinal axis 16 over almost the entire width of the head 48.
- the transport wheels 84, 86 are respectively provided in the region of the arc profiles 50 and 52, respectively, and grip the band 20 symmetrically with respect to a center line not designated in greater detail. In other words, the plastic parts 12 are transported between the two transport wheels 84, 86.
- the transport wheels 84, 86 are provided externally with teeth 88 in order to be able to grasp the band 20 in a form-fitting manner.
- the direction of rotation of the driving wheel 74 is shown at a forward stroke of the piston / cylinder assembly 64.
- the direction of rotation of the driving wheel 74 on a return stroke is shown at 92.
- the exclusive direction of rotation of the driven wheel 76 is shown at 94.
- the directions of rotation 90 and 94 are identical.
- the exclusive direction of rotation of the transport wheel 84 is shown.
- the teeth 88 are circumferentially spaced by an angle ⁇ A , which corresponds to the distance A of the plastic parts 12 on the belt 20.
- the teeth 88 may be radially slotted to receive the webs 20 and 22, respectively, but not shown in detail in the figures.
- the longitudinal extent of the elongated hole 70 is designated.
- the longitudinal extent h of the elongated hole 70 determines the range of motion of the driving wheel 74. Starting from the in FIG. 3 shown center position, the driving wheel can be moved in the direction of rotation 90 until the pin 80 abuts the lower end of the elongated hole 70, which is shown at 80 '. In the opposite direction of rotation 92, the corresponding position of the pin 80 is shown at 80 ".
- ⁇ max of the driving wheel 74 results in a maximum angle of rotation ⁇ max of the driving wheel 74 of less than 180 °. It is understood that the angle ⁇ max must be significantly less than 180 ° to avoid self-locking, at least if the friction between the pin 80 and the inner circumference of the elongated hole 70 is not negligible. In FIG. 3 the angle ⁇ max is about 130 °. However, significantly smaller and larger angles can also be selected, depending on the tribological boundary conditions.
- the longitudinal extent h of the elongated hole 70 is in any case smaller than the radius r, by which the pin 80 is spaced from the center of the freewheel assembly 72. In this respect, it is ensured that the driving wheel 74 does not spin, but is exclusively turned back and forth.
- the driven wheel 76 of which only a part can be seen, can be provided with a keyway 96 in order to be able to connect the transport wheels 84, 86 to the driven wheel 76 in a simple manner.
- the piston / cylinder assembly 64 is pressurized with compressed air. As a result, the driving gear 74 is rotated in the direction of rotation 90. If the plastic part 12 'reaches the fastening position 18 before the pin 80 is in the end position 80', the transport process has already ended. However, the piston / cylinder assembly 64 is further pressurized with compressed air to hold the plastic rope 12 'now in the mounting position 18. Alternatively, the compressed air supply to the piston / cylinder assembly 64 is interrupted as soon as the plastic rope 12 'is in the attachment position 18.
- the transport wheels 84, 86 are exchanged for such transport wheels, which are adapted to the other plastic parts. It is understood that in the case of the other transport wheels 84, 86, both the shape of the teeth 88 and their angular spacing ⁇ A can be different from the illustrated transport wheels 84, 86. However, the effective outer diameter of the transport wheels 84, 86 is identical for all different types of plastic parts. An adjustment in this regard is not necessary, since the feed device 62 shown can reach the distance A corresponding to a transport operation either by a stroke H, a partial stroke or a plurality of strokes H plus optionally a partial stroke.
- the transport wheels 84, 86 are formed as ring gears.
- these are also conceivable to design these as solid wheels and to provide other means for non-rotatable coupling with the driven wheel 76.
- crank mechanism instead of the crank mechanism with the connecting block 68 and the pin 80, other crank mechanisms are conceivable.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungswerkzeug zum Aufbringen von Kunststoffteilen auf Gegenstände, wobei die Kunststoffteile in Form eines Bandes zugeführt werden, bei dem die Kunststoffteile mittels wenigstens eines flexiblen Steges miteinander verkettet sind, wobei das Befestigungswerkzeug dazu ausgelegt ist, das Band mittels einer Vorschubeinrichtung zu transportieren, derart, daß jeweils ein Kunststoffteil in eine Befestigungsposition zugeführt wird, und wobei die Vorschubeinrichtung einen Fluidantrieb aufweist, der über einen Translations-Rotationswandler mit einem Transportrad gekoppelt ist, das drehbar an dem Befestigungswerkzeug gelagert und dazu ausgelegt ist, form- oder kraftschlüssig an dem Band anzugreifen, um es zu transportieren.
- Ein derartiges Befestigungswerkzeug ist bekannt aus der
DE 196 43 656 A1 . - In vielen Gebieten des Standes der Technik ist es notwendig, Teile an Gegenständen anzubringen, beispielsweise Nägel in Holzgegenstände, Schrauben in Holzgegenstände, Kunststoffteile auf Metallgegenstände wie Metallbleche, etc. Insbesondere das Aufbringen von Kunststoffteilen, häufig auch sogenannte Clips genannt, auf unvorbereitete oder vorbereitete Metallbleche, beispielsweise auf Schweißbolzen, ist ein wirtschaftlich bedeutendes Gebiet. Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik wird eine Vielzahl von solchen Kunststoffteilen an der Fahrzeugkarosserie angebracht, um Haltefunktionen auszuüben, beispielsweise zur Lagerung von Armaturenbrettern, zum Halten von Innenauskleidungen, Teppichen, Bremsleitungen, elektrischen Leitungen, etc.
- Da häufig eine Vielzahl identischer Kunststoffteile an unterschiedlichen Positionen schnell aufeinanderfolgend anzubringen ist, ist eine geeignete Zufuhr der Kunststoffteile und eine lagerichtige Positionierung der Kunststoffteile vor dem eigentlichen Befestigungsvorgang von besonderer Bedeutung.
- Ein Industriestandard ist es, die Kunststoffteile als Schüttgut bereitzustellen und diese anschließend zu vereinzeln (beispielsweise mittels eines Rüttlers). Anschließend wird durch geeignete Fördermittel jeweils ein Kunststoffteil in eine Befestigungsposition verbracht.
- Aus der
EP 0 506 307 B1 ist alternativ hierzu ein Band bekannt, bei dem die Kunststoffteile hintereinander verkettet werden. Die Kunststoffteile werden dabei während ihres Formvorganges (üblicherweise im Spritzguß) an einen oder zwei flexible Stege angeformt, wobei die flexiblen Stege entweder mit anderen flexiblen Stegen verbunden werden, oder als Endlossteg in die Spritzgußmaschine zugeführt werden. Das Band wird aufgerollt und im aufgerollten Zustand zum Fertigungsstandort transportiert. Diese Art von Vorbereitung der Kunststoffteile wird von der Firma Tucker GmbH unter der Bezeichnung "Plastifast" angeboten. - Ein Befestigungswerkzeug zum Anbringen von derart vorbereiteten Kunststoffteilen ist aus der eingangs genannten
DE 196 43 656 A1 bekannt. Bei diesem Stand der Technik weist das Befestigungswerkzeug ein Gehäuse mit einem Handgriff auf. An dem Gehäuse ist ein Magazin gelagert, das zwei Längsstege aufweist, in die das Band mit den Kunststoffteilen eingeführt wird. Von dort werden die Kunststoffteile in einen Kopf geleitet, in dem die Kunststoffteile in gebogene Führungen umgelenkt werden. An dem Kopf befindet sich ferner eine Vorschubeinrichtung zum Transport des Bandes. Der Vorschubmechanismus weist ein Transportrad auf, das an dem Band formschlüssig angreift. Das Transportrad ist über einen Translations-Rotationswandler mit einem Pneumatikantrieb gekoppelt. Der Translations-Rotationswandler weist eine Mehrzahl von seitlich vorstehenden Stiften an dem Transportrad auf. Die Teilung dieser Stifte entspricht der Teilung der Zähne am Außenumfang des Transportrades. Der Pneumatikantrieb weist ein sich translatorisch hin- und herbewegendes Trägerelement auf, das bei einer Rückbewegung jeweils einen Stift "fängt" und bei einer Vorbewegung einen davor liegenden Stift "anschiebt", um das Transportrad zu drehen. Ein aufwendiger Klinkenmechanismus ermöglicht eine Rückwärtsbewegung des Trägerelementes, ohne das Transportrad wieder zurückzubewegen. Der in dieser Druckschrift offenbarte Vorschubmechanismus ist in funktionaler und konstruktiver Hinsicht verbesserungswürdig. Um zu gewährleisten, daß ein Kunststoffteil jeweils in eine Befestigungsposition gelangt, auch wenn an dem Vorschubmechanismus Probleme auftreten, ist außen ein Handrad vorgesehen, mittels dessen das Transportrad von Hand gedreht werden kann. - Aus der
EP 0 131 851 A1 ist ein Gerät zum Ein- beziehungsweise Ausdrehen von Schrauben bekannt. Bei dem Gerät werden Schrauben selbsttätig zugeführt, wobei die Schrauben in ein streifenförmiges Schraubenmagazin eingesetzt werden und unter Federkraft in eine Befestigungsposition hineingedrückt werden. - Ein ähnlicher Mechanismus ist auch aus dem
US-Patent 2,943,652 bekannt. - Eine "maschinengewehrartige" seitliche Zuführung von Nagelstreifen zu einem Befestigungswerkzeug ist aus der
DE 36 06 901 A1 bekannt. - Aus dem
US-Patent 5,144,870 ist wiederum ein Befestigungswerkzeug zum Eindrehen von Schrauben bekannt. Die Schrauben werden an einem Band in eine Führung zugeführt. Der Vorschub der Schrauben erfolgt über ein federvorgespanntes, in Längsrichtung ausgerichtetes Getriebe mit einer Zahnstange, in die ein Zahn elastisch vorgespannt greift. - Sämtliche obengenannten Lösungen von Befestigungswerkzeugen sind konstruktiv entweder sehr aufwendig oder wenig verläßlich.
- Es ist vor diesem Hintergrund eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Befestigungswerkzeug anzugeben, das eine konstruktiv einfache und zuverlässige Vorschubeinrichtung besitzt.
- Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Befestigungswerkzeug zum Anbringen von Teilen an Gegenständen dadurch gelöst, daß der Translations-Rotationswandler einen Freilauf aufweist, dessen treibendes Rad getrieblich mit dem Fluidantrieb gekoppelt ist, und dessen angetriebenes Rad drehfest mit dem Transportrad gekoppelt ist.
- Freiläufe sind Vorrichtungen, bei denen die Verbindung zweier Wellen gelöst wird, wenn die angetriebene Welle sich schneller dreht als die treibende. Dadurch ist die Übertragung eines Drehmomentes nur in einer Drehrichtung möglich. Solche Freiläufe sind als vorgefertigte Bauteile handelsüblich. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Befestigungswerkzeuges erlaubt der Freilauf, daß ein translatorisch wirkender Fluidantrieb Hubbewegungen eines bestimmten Umfanges in Drehbewegungen des Transportrades umsetzt. Der Rückhub hingegen wird nicht auf das Transportrad übertragen. Insgesamt führt dies zu einer konstruktiv einfachen und robusten Vorschubeinrichtung für das Befestigungswerkzeug. Die Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.
- Vorzugsweise weist der Fluidantrieb eine Kolben/Zylinderanordnung mit variablem Hub auf. Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet "variabler Hub", daß die Kolben/Zylinderanordnung nicht notwendigerweise bei jedem Betätigungsvorgang ihren vollen Hub ausübt. Der Hub hängt beispielsweise von der jeweils vorhandenen Gegenkraft ab. Auf diese Weise ist es möglich, einen Sollhub variabel durch eine Summe mehrerer einzelner Vollhübe und/oder eines Teilhubes zu erzielen. Hierdurch wird der Konstruktionsaufwand insgesamt weiter verringert.
- Von besonderem Vorzug ist es, wenn der Fluidantrieb ein Pneumatikantrieb ist. Druckluft ist ein an den hier in Frage kommenden Fertigungsstätten häufig vorhandenes Arbeitsmedium. Alternativ ist es natürlich auch möglich, den Fluidantrieb hydraulisch zu realisieren.
- Gemäß einer insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist das angetriebene Rad koaxial innerhalb des treibenden Rades angeordnet. Dies führt dazu, daß der Fluidantrieb auf das treibende Rad aufgrund des größeren Radius ein größeres Moment ausüben kann. Ferner ist von Vorteil, daß das angetriebene Rad eine größere axiale Erstreckung aufweisen kann, um beispielsweise mehrere Einzeltransporträder drehfest zu lagern.
- Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß das treibende Rad koaxial innerhalb des angetriebenen Rades angeordnet ist. In diesem Fall kann das angetriebene Rad gleich dem Transportrad sein.
- Ferner ist es von Vorteil, wenn das Transportrad lösbar mit dem angetriebenen Rad des Freilaufes gekoppelt ist. Auf diese Weise ist es leicht möglich, das Befestigungswerkzeug für unterschiedliche Arten von Teilen umzurüsten, indem nämlich ein jeweils auf den Abstand und/oder die Form der Teile an dem Band angepaßtes Transportrad verwendet wird.
- Auch ist es von Vorteil, wenn das Transportrad als Hohlrad ausgebildet ist, das auf das angetriebene Rad des Freilaufes aufschiebbar ist. Auf diese Weise können die Transporträder vergleichsweise einfach hergestellt werden. Die drehfeste Verbindung kann entweder allein aufgrund von Reibung erfolgen (Preßpassung). Bevorzugt ist jedoch eine Keilnutverbindung oder eine ähnliche, in Drehrichtung formschlüssig wirkende Kopplung.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das treibende Rad des Freilaufes über einen Kurbeltrieb mit dem Fluidantrieb gekoppelt. Kurbeltriebe lassen sich konstruktiv vergleichsweise einfach und robust realisieren.
- Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das treibende Rad einen seitlich vorstehenden Stift aufweist, der in eine Längsausnehmung eines Verbindungsblockes greift, der mit dem Fluidantrieb gekoppelt ist.
- Es versteht sich, daß die Längsausnehmung quer, vorzugsweise senkrecht, zur Hubrichtung des Fluidantriebes ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann die Längsausnehmung Hubbewegungen in Drehbewegungen des treibenden Rades umsetzen und die dabei auftretende Bewegung des Stiftes quer zur Hubrichtung aufnehmen.
- Insgesamt ist es ferner von Vorteil, wenn die Befestigungsposition durch einen Anschlag definiert ist.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform beaufschlagt der Fluidantrieb bei einem Transportvorgang den Translations-Rotationswandler mit einer Antriebskraft, mittels der das als nächstes zu befestigende Kunststoffteil bis zu einem Anschlag transportiert wird, der die Befestigungsposition definiert.
- Der Fluidantrieb übt bei Betätigung generell eine Kraft (die aufgrund der unterschiedlichen Momente an dem Translations-Rotationswandler variabel sein kann) auf das Transportrad und folglich auf die zu transportierenden Kunststoffteile aus. Folglich muß die Vorschubeinrichtung hinsichtlich des jeweiligen Bewegungsumfanges nicht an den Abstand der Kunststoffteile an dem Band angepaßt werden. Das Transportieren des jeweils vordersten Teiles in die Befestigungsposition erfolgt, indem der Fluidantrieb so lange betätigt wird, bis das Teil in der Befestigungsposition ist. Je nach Abstand der Kunststoffteile kann es dabei notwendig sein, mehrere Einzelhübe durchzuführen.
- Sobald das Kunststoffteil an den Anschlag anschlägt, sich also in der Befestigungsposition befindet, wirkt eine entsprechende Gegenkraft auf den Fluidantrieb, so daß dieser in der zuletzt eingenommenen Position bleibt. Dann drückt der Fluidantrieb bei anhaltender Betätigung das Kunststoffteil beispielsweise weiter gegen den Anschlag, so daß immer eine exakte Positionierung in der Befestigungsposition gewährleistet ist. Alternativ wird das Halten der Positionierung durch den Freilauf realisiert, indem sich das angetriebene Rad daran abstützt.
- Insgesamt ist es ferner bevorzugt, wenn das treibende Rad einen vorgegebenen Drehbewegungsumfang von kleiner 180° aufweist. Denn es ist wesentlich, daß die Freilaufeigenschaft dazu genutzt wird, daß der Rückhub des Fluidantriebes eine Rückwärtsdrehung des treibenden Rades zur Folge hat. In der Regel wird der Drehbewegungsumfang deutlich kleiner als 180° sein. Die genauen Werte hängen jedoch von den konstruktiven Parametern, den tribologischen Eigenschaften der verwendeten Materialien, etc. ab.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine perspektivische schematische Ansicht eines Befestigungswerkzeu- ges gemäß dem Stand der Technik;
- Figur 2
- den Kopf eines Befestigungswerkzeuges gemäß der vorliegenden Erfin- dung, in teilweise aufgeschnittener Darstellung;
- Figur 3
- eine schematische Seitenansicht der Vorschubeinrichtung des in
Figur 2 gezeigten Kopfes; und - Figur 4
- eine schematische Axial-Teilschnittansicht der Vorschubeinrichtung der
Figur 3 . - In
Figur 1 ist ein Befestigungswerkzeug gemäß dem Stand der Technik generell mit 10 bezeichnet. Der generelle Aufbau des Befestigungswerkzeuges entspricht dem Befestigungswerkzeug, das in der DruckschriftDE 196 43 656 A1 offenbart ist. Das Befestigungswerkzeug 10 dient dazu, Kunststoffteile 12 an einem Gegenstand 14 anzubringen. - Hierzu wird ein Kunststoffteil 12 in eine vorne angeordnete Befestigungsposition 18 transportiert, die mit einer Längsachse 16 des Befestigungswerkzeuges 10 ausgerichtet ist.
- Im vorliegenden Fall weist das Kunststoffteil 12 einen zylindrischen Vorsprung auf, der in ein Sackloch eines Gegenstandes 14 eingeführt wird.
- Alternativ könnte der Vorsprung des Kunststoffteiles 12 auch rohrartig ausgebildet sein. In diesem Fall wäre an dem Gegenstand 14 beispielsweise ein Stehbolzen vorgesehen, beispielsweise durch ein Bolzenschweißverfahren aufgeschweißt.
- Das Befestigungswerkzeug 10 ist nicht auf das dargestellte Kunststoffteil 12 beschränkt. Vielmehr kann mit dem Befestigungswerkzeug 10 eine Vielzahl unterschiedlicher Kunststoffteile 12 an unterschiedlichsten Gegenständen 14 befestigt werden.
- Die Kunststoffteile 12 werden jeweils in Form eines Bandes 20 bereitgestellt. Das Band 20 weist zwei parallele flexible Stege 22, 24 auf. Die Kunststoffteile 12 sind mit einem vorbestimmten Abstand A an die Stege 22, 24 angespritzt. Ein solches Band ist dem Grunde nach aus der eingangs genannten
EP 0 506 307 B1 bekannt. - Das Band 20 wird zu dem Befestigungswerkzeug 10 von hinten in einer Zuführrichtung 26 zugeführt, die etwa parallel zu der Längsachse 16 ausgerichtet ist. Das Band kann beispielsweise aufgewickelt auf geeigneten Trägern bereitgestellt werden und wird hiervon mittels des Befestigungswerkzeuges 10 automatisch abgewickelt, wie nachstehend erläutert wird.
- Das Befestigungswerkzeug 10 weist ein Gehäuse 30 auf, von dessen Unterseite sich ein Handgriff 32 erstreckt. An einer Unterseite des Handgriffes sind Versorgungsleitungen 34 angeschlossen, im vorliegenden Fall eine Druckluftleitung und eine elektrische Versorgungsleitung. An dem Handgriff ist, zur Betätigung durch den Zeigefinger, ein Schalter 36 vorgesehen. Die Betätigung des Schalters 36 führt dazu, daß das jeweils in der Befestigungsposition 18 befindliche Kunststoffteil 12 von den Stegen 22, 24 abgetrennt und an dem Gegenstand 14 aufgebracht wird. Ferner wird das nachfolgende Kunststoffteil 12' anschließend in die Befestigungsposition 18 transportiert.
- Das Gehäuse 30 weist ferner einen Magazinhalter 38 auf, an dem ein längliches Magazin 40 gelagert ist. Das Magazin 40 weist zwei parallele Längsprofile 42, 44 auf, die etwa parallel zu der Längsachse 16 ausgerichtet sind. Das Band 20 wird zwischen den Längsprofilen 42, 44 geführt. Das Magazin 40 hat eine solche Länge, daß eine vorbestimmte Anzahl, im vorliegenden Fall etwa sechs Kunststoffteile 12 sich hintereinander aufgereiht in dem Magazin 40 befinden. In dem Magazin 40 wird das Band 20 in Axialrichtung stabilisiert gehalten. Das Magazin 40 ist ferner um die Längsachse 16 verschwenkbar ausgebildet, wie es schematisch bei 46 angedeutet ist.
- Das Gehäuse 30 weist ferner einen Kopf 48 auf, der sich in Richtung nach vorne an das Magazin 40 anschließt. Bei Schwenkbewegungen des Magazins 40 wird der Kopf 48 mit verschwenkt.
- An dem Kopf 48 sind zwei Bogenprofile 50, 52 vorgesehen, die eine Fortsetzung der Längsprofile 42, 44 darstellen und das Band 20 etwa um 90° umlenken. Am Ende der Bogenprofile 50, 52 ist ein quer verlaufender Anschlag 54 vorgesehen, der die Befestigungsposition 18 definiert.
- Unterhalb des Kopfes 48 ist ferner ein Auffangmittel 56 für die Stege 20, 22 vorgesehen, die nach dem Abtrennen der Kunststoffteile 12 in der Befestigungsposition 18 nach unten weg gefördert werden.
- In
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht des Kopfes 48 in teilweise weggeschnittener Darstellung gezeigt. - Man erkennt, daß in dem Kopf 48 ein mit der Längsachse 16 ausgerichteter Stößel 60 vorgesehen ist. Bei einer Betätigung des Befestigungswerkzeuges 10 wird der Stößel 60 nach vorne versetzt, um das jeweils in der Befestigungsposition 18 befindliche Kunststoffteil 12 von den Stegen 20, 22 zu trennen und mit dem Gegenstand 14 zu verbinden.
- Ferner ist eine Vorschubeinrichtung 62 vorgesehen, um das Band 20 nach jedem Befestigungsvorgang weiter zu transportieren, so daß das jeweils nachfolgende Kunststoffteil 12' in die Befestigungsposition 18 gelangt.
- Der bisher beschriebene Aufbau des Befestigungswerkzeuges 10 entspricht dem Aufbau jenes Befestigungswerkzeuges, das aus der eingangs genannten
DE 196 43 656 A1 bekannt geworden ist. Das vorliegende Befestigungswerkzeug 10 unterscheidet sich davon insbesondere durch die Vorschubeinrichtung 62. - Die Vorschubeinrichtung 62 weist einen Fluidantrieb in Form einer etwa parallel zur Längsachse 16 ausgerichteten Kolben/Zylinderanordnung 64 auf. Die Kolben/Zylinderanordnung 64 ist mit der Pneumatikleitung 34 verbunden, was in den Figuren nicht näher dargestellt ist.
- Ein Kolben 66 der Kolben/Zylinderanordnung 64 erstreckt sich parallel zur Längsachse 16 nach vorne und ist starr mit einem Verbindungsblock 68 verbunden. Der Verbindungsblock 68 weist ein senkrecht zur Kolbenachse verlaufendes Verbindungsloch 70 auf. Neben dem Verbindungsblock 68 ist eine Freilaufanordnung 72 vorgesehen.
- Die Freilaufanordnung 72 weist ein äußeres treibendes Rad 74 und ein inneres angetriebenes Rad 76 auf, zwischen denen eine Freilaufnabe 78 angeordnet ist. Der Aufbau derartiger Freilaufnaben ist an sich bekannt, so daß der interne Aufbau hier nicht näher beschrieben wird.
- An dem treibenden Rad 74 ist ein seitlich vorstehender Stift 80 vorgesehen, der in das Langloch 70 greift. Bei Hubbewegungen der Kolben/Zylinderanordnung 64 in Richtung nach vorne (in
Figur 2 aus dem Bild heraus) wird der Stift 80 von dem Verbindungsblock 68 mitgenommen, so daß sich das treibende Rad 74 dreht. Die Freilaufnabe 78 ist so angeordnet, daß das angetriebene Rad 76 bei dieser Drehbewegung mitgenommen wird. - Bei Rückhub der Kolben/Zylinderanordnung 64 wird der Verbindungsblock 68 zurückversetzt und nimmt dabei den Stift 80 wiederum mit. Hierbei wird das treibende Rad 74 in die Ausgangsposition zurückgedreht. Das angetriebene Rad 76 verbleibt dabei in der zuvor eingenommenen Position.
- Der Verbindungsblock 68, das Langloch 70, die Freilaufanordnung 72 sowie der Stift 80 bilden folglich einen Translations-Rotationswandler.
- Das angetriebene Rad 76 ist im vorliegenden Fall als Welle ausgebildet, die sich quer zur Längsachse 16 über nahezu die ganze Breite des Kopfes 48 erstreckt.
- An dem angetriebenen Rad 76 sind zwei Transporträder 84, 86 einer Transportradanordnung 82 drehfest festgelegt.
- Die Transporträder 84, 86 sind jeweils im Bereich der Bogenprofile 50 bzw. 52 vorgesehen und ergreifen das Band 20 symmetrisch zu einer nicht näher bezeichneten Mittellinie. Mit anderen Worten werden die Kunststoffteile 12 zwischen den zwei Transporträdern 84, 86 transportiert. Die Transporträder 84, 86 sind außenumfänglich mit Zähnen 88 versehen, um das Band 20 formschlüssig ergreifen zu können.
- Die Funktionsweise der Vorschubeinrichtung 62, bzw. der dazugehörigen Freilaufanordnung 72 wird nachfolgend anhand der schematischen
Figuren 3 und 4 erläutert. - In
Figur 3 ist bei 90 die Drehrichtung des treibenden Rades 74 bei einem Vorhub der Kolben/Zylinderanordnung 64 gezeigt. Die Drehrichtung des treibenden Rades 74 bei einem Rückhub ist bei 92 gezeigt. Die ausschließliche Drehrichtung des angetriebenen Rades 76 ist bei 94 gezeigt. Die Drehrichtungen 90 und 94 sind identisch. Bei 95 ist die ausschließliche Drehrichtung des Transportrades 84 gezeigt. - Die Zähne 88 sind in Umfangsrichtung um einen Winkel αA beabstandet, der dem Abstand A der Kunststoffteile 12 an dem Band 20 entspricht. Die Zähne 88 können radial geschlitzt sein, um die Stege 20 bzw. 22 aufzunehmen, was in den Figuren jedoch nicht näher dargestellt ist. Mit h ist die Längserstreckung des Langloches 70 bezeichnet. Die Längserstreckung h des Langloches 70 bestimmt den Bewegungsumfang des treibenden Rades 74. Ausgehend von der in
Figur 3 gezeigten Mittelstellung läßt sich das treibende Rad in die Drehrichtung 90 bewegen, bis der Stift 80 am unteren Ende des Langloches 70 anschlägt, was bei 80' gezeigt ist. In der entgegengesetzten Drehrichtung 92 ist die entsprechende Position des Stiftes 80 bei 80" gezeigt. - Insgesamt ergibt sich so ein maximaler Drehwinkel αmax des treibenden Rades 74 von kleiner 180°. Es versteht sich, daß der Winkel αmax deutlich kleiner als 180° sein muß, um Selbsthemmungen zu vermeiden, jedenfalls dann, wenn die Reibung zwischen dem Stift 80 und dem Innenumfang des Langloches 70 nicht vernachlässigbar ist. In
Figur 3 beträgt der Winkel αmax etwa 130°. Es können jedoch auch deutlich kleinere und größere Winkel gewählt werden, je nach den tribologischen Randbedingungen. - Die Längserstreckung h des Langloches 70 ist in jedem Fall kleiner als der Radius r, um den der Stift 80 vom Mittelpunkt der Freilaufanordnung 72 beabstandet ist. Insofern ist gewährleistet, daß das treibende Rad 74 nicht durchdreht, sondern ausschließlich hin- und hergedreht wird.
- Bei H ist der durch den Abstand der Positionen 80' und 80" definierte Hubumfang der Kolben/Zylinderanordnung 64 gezeigt.
- In
Figur 4 ist ferner zu erkennen, daß das angetriebene Rad 76, von dem nur ein Teil zu sehen ist, mit einer Keilnut 96 versehen sein kann, um die Transporträder 84, 86 auf einfache Weise drehfest mit dem angetriebenen Rad 76 verbinden zu können. - Im Betrieb erfolgt der Transport eines nachfolgenden Kunststoffteiles 12' in die Befestigungsposition 18 wie folgt.
- Die Kolben/Zylinderanordnung 64 wird mit Druckluft beaufschlagt. Folglich wird das treibende Rad 74 in Drehrichtung 90 verdreht. Sofern das Kunststoffteil 12' die Befestigungsposition 18 erreicht, bevor der Stift 80 in der Endposition 80' ist, ist damit der Transportvorgang schon beendet. Die Kolben/Zylinderanordnung 64 wird jedoch weiter mit Druckluft beaufschlagt, um das Kunststoffseil 12' nunmehr in der Befestigungsposition 18 zu halten. Alternativ hierzu wird die Druckluftzufuhr zu der Kolben/Zylinderanordnung 64 unterbrochen, sobald das Kunststoffseil 12' in der Befestigungsposition 18 ist.
- Sofern das Kunststoffteil 12' die Befestigungsposition 18 noch nicht erreicht hat, wenn der Stift 80 in der Endposition 80' ist, erfolgt ein Rückhub des Verbindungsblockes 68. Aufgrund der Freilaufnabe 76 bleiben die Transporträder 84, 86 in der erreichten Stellung. Sobald der Verbindungsblock den Stift 80 in die Position 80" verbracht hat, wird die Hubrichtung wieder umgekehrt. Dann nimmt das treibende Rad 74 das angetriebene Rad und folglich die Transporträder 84, 86 wieder mit. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis das Kunststoffteil 12' in der Befestigungsposition 18 ist.
- Es versteht sich, daß die Anzahl der Wiederholungen von dem Hub H sowie von dem Abstand A der Kunststoffteile 12 an dem Band 20 abhängt.
- Sofern mit dem Befestigungswerkzeug 10 andere Kunststoffteile als die dargestellten Kunststoffteile 12 zu befestigen sind, werden die Transporträder 84, 86 ausgetauscht gegen solche Transporträder, die an die anderen Kunststoffteile angepaßt sind. Es versteht sich, daß bei den anderen Transporträdern 84, 86 sowohl die Form der Zähne 88 als auch deren Winkelabstand αA unterschiedlich zu den dargestellten Transporträdern 84, 86 sein kann. Der effektive Außendurchmesser der Transporträder 84, 86 ist jedoch für alle unterschiedlichen Typen von Kunststoffteilen identisch. Eine diesbezügliche Anpassung ist nicht notwendig, da die dargestellte Vorschubeinrichtung 62 den Abstand A entsprechend einem Transportvorgang entweder durch einen Hub H, einen Teilhub oder eine Mehrzahl von Hüben H zuzüglich gegebenenfalls einem Teilhub erreichen kann.
- Sofern nur ein Teilhub notwendig ist, ist es entweder möglich, die Kolben/Zylinderanordnung mit variablem Hub so auszubilden, daß sie ab der Endposition des Teilhubes wieder einen Rückhub einleitet. Alternativ ist es auch denkbar, daß der Hub konstant ist und von einer jeweiligen Position, die einer Position eines Kunststoffteiles in der Befestigungsposition 18 entspricht, fortgesetzt wird.
- Statt einer Anordnung des treibenden Rades koaxial außerhalb des angetriebenen Rades ist es auch möglich, das treibende Rad koaxial innerhalb des angetriebenen Rades anzuordnen.
- Ferner ist es im vorliegenden Fall vorteilhaft hinsichtlich der Bautiefe in Richtung der Breite des Befestigungswerkzeuges 10, daß die Transporträder 84, 86 als Hohlräder ausgebildet sind. Es ist jedoch auch denkbar, diese als Vollräder auszubilden und andere Mittel zur drehfesten Kopplung mit dem angetriebenen Rad 76 vorzusehen.
- Statt dem Kurbeltrieb mit dem Verbindungsblock 68 und dem Stift 80 sind auch andere Kurbeltriebe denkbar.
Claims (12)
- Befestigungswerkzeug (10) zum Anbringen von Teilen (12), insbesondere Kunststoffteilen (12), an Gegenständen (14), wobei die Kunststoffteile (12) in Form eines Bandes (20) zugeführt werden, bei dem die Kunststoffteile (12) mittels wenigstens eines flexiblen Steges (22, 24) miteinander verkettet sind, wobei das Befestigungswerkzeug (10) dazu ausgelegt ist, das Band (20) mittels einer Vorschubeinrichtung (62) zu transportieren, derart, daß jeweils ein Kunststoffteil (12) in eine Befestigungsposition (18) zugeführt wird, und wobei die Vorschubeinrichtung (62) einen Fluidantrieb (64) aufweist, der über einen Translations-Rotationswandler (68, 70, 72) mit einem Transportrad (84) gekoppelt ist, das drehbar an dem Befestigungswerkzeug (10) gelagert und dazu ausgelegt ist, form- oder kraftschlüssig an dem Band (20) anzugreifen, um es zu transportieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Translations-Rotationswandler (68, 70, 72, 80) eine Freilaufanordnung (72) aufweist, deren treibendes Rad (74) getrieblich mit dem Fluidantrieb (64) gekoppelt ist und deren angetriebenes Rad (76) drehfest mit dem Transportrad (84) gekoppelt ist.
- Befestigungswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidantrieb (64) eine Kolben/Zylinderanordnung (64) mit variablem Hub aufweist.
- Befestigungswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidantrieb (64) ein Pneumatikantrieb (64) ist.
- Befestigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Rad (76) koaxial innerhalb des treibenden Rades (74) angeordnet ist.
- Befestigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Rad koaxial innerhalb des angetriebenen Rades angeordnet ist.
- Befestigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportrad (84) lösbar mit dem angetriebenen Rad (76) der Freilaufanordnung (72) gekoppelt ist.
- Befestigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportrad (84) als Hohlrad (84) ausgebildet ist, das auf das angetriebene Rad (76) der Freilaufanordnung (72) aufschiebbar ist.
- Befestigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Rad (74) der Freilaufanordnung (72) über einen Kurbeltrieb (68, 70, 80) mit dem Fluidantrieb (64) gekoppelt ist.
- Befestigungswerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Rad (74) einen seitlich vorstehenden Stift (80) aufweist, der in eine Längsausnehmung (70) eines Verbindungsblockes (68) greift, der mit dem Fluidantrieb (64) gekoppelt ist.
- Befestigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsposition (18) durch einen Anschlag (54) definiert ist.
- Befestigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidantrieb (64) bei einem Transportvorgang den Translations-Rotationswandler (68, 70, 72, 80) mit einer Antriebskraft beaufschlagt, mittels der das als nächstes zu befestigende Kunststoffteil (12) bis zu einem Anschlag (54) transportiert wird, der die Befestigungsposition (18) definiert.
- Befestigungswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Rad (74) einen vorgegebenen Drehbewegungsumfang von kleiner 180° aufweist.
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