WO2018072956A1 - Setzwerkzeug und zufuhrverfahren von unterschiedlichen fügeelementen - Google Patents

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WO2018072956A1
WO2018072956A1 PCT/EP2017/073806 EP2017073806W WO2018072956A1 WO 2018072956 A1 WO2018072956 A1 WO 2018072956A1 EP 2017073806 W EP2017073806 W EP 2017073806W WO 2018072956 A1 WO2018072956 A1 WO 2018072956A1
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joining
setting tool
setting
channel
test
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PCT/EP2017/073806
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Torsten Draht
Stefan Rehling
Original Assignee
Böllhoff Verbindungstechnik GmbH
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
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    • B23P19/001—Article feeders for assembling machines
    • B23P19/006—Holding or positioning the article in front of the applying tool
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/02—Riveting procedures
    • B21J15/025—Setting self-piercing rivets
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    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/30—Particular elements, e.g. supports; Suspension equipment specially adapted for portable riveters
    • B21J15/32—Devices for inserting or holding rivets in position with or without feeding arrangements
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/02—Arrangements for handling screws or nuts
    • B25B23/04—Arrangements for handling screws or nuts for feeding screws or nuts

Definitions

  • the present invention relates to a setting tool for the circumferential joining of at least two workpieces arranged one above the other, in particular a setting tool for punch riveting or clinching. Furthermore, the present invention relates to a production line with at least one such setting tool and a feeding method for at least a first and a second joining element of different dimensions to this setting tool.
  • the above-mentioned setting tools usually consist of a frame, a hydraulic, pneumatic or electric drive and a plurality of components directly related to the joining process, such as a setting head and a die.
  • an infeed module is additionally provided, which feeds the at least one joining element to a setting head of the setting tool or to the joining channel provided in the setting tool.
  • the identically dimensioned joining elements are stacked, i. the longitudinal direction of the joining elements is arranged parallel to the direction of movement in the supply hose or channel, fed to the setting tool.
  • DD 241 875 AI describes the combination of the setting tool with a plurality of Zufahrkanälen. Within this plurality of supply channels, joining elements of the same dimension are moved.
  • US 9,027,220 B2 discloses a setting tool with two feed channels. Within these two supply channels differently sized punch rivets are supplied to the setting tool depending on the joining task to be realized. In this connection, it is provided, for example, to supply two punch rivet types of different shaft length or punch rivet length to the same setting tool.
  • US 4,620,656 Bl describes an alternative approach for the supply of differently sized joining elements to a setting tool.
  • the supply of joining elements by means of hoses to the setting tool is error-prone.
  • this direct supply of the joining elements with multiple hoses for setting tool unsuitable for the automation of the production of joint connections. Therefore, US 4,620,656 B1 proposes interconnecting a plurality of feed channels for differently dimensioned joining elements at a crossing point remote from the setting tool. These interconnected supply channels each provide at least one joining element, so that selectively selected from this plurality of differently dimensioned joining elements, and this a selected joining element can be forwarded via a supply hose to the setting tool.
  • the feed module used here is arranged separately from the setting tool.
  • This arrangement realized according to the teaching of US 4,620,656 Bl high flexibility, since there is sufficient space for connection to a variety of supply channels for differently sized joining elements away from the setting tool available.
  • a disadvantage in this context is that the differently dimensioned joining elements over longer Paths must first be moved to the feed module or the selection station and then to the setting tool. This has a negative effect on the length of cycle times and is also space-intensive if an efficient production line is to be expanded.
  • WO 00/47350 A1 describes a device with the aid of which supplied joining elements can be reoriented. After reorientation, the joining elements are then fed to the setting tool.
  • the setting tool according to the invention is used for the technical joining. It comprises the following features: a frame, a drive provided on the frame, with which a punch for producing a joint connection is linearly movable, a supply module with at least two supply channels, via which a plurality of joining elements of different dimensions or dimension individually. Joining of a setting head of the setting tool are supplied, wherein the at least two supply channels are adapted to lead the joining elements in a different orientation compared to each other within the joining channels and wherein the joining elements of the at least two supply channels individually directly into at least one receiving nest adjacent to the setting head are movable to be there in the same orientation in comparison to each other.
  • the setting tool according to the invention is based on the simultaneous supply of joining elements of different dimensions or dimensions to the setting tool in order to be time-consuming in this way
  • the setting tool has standard components, such as a frame, to which a drive for a setting punch or joining punch is attached.
  • This frame comprises, for example, a C-frame, at the opposite ends of a die and the drive are arranged with stamp.
  • two feed channels carry joining elements of different dimensions to the setting tool.
  • Different dimensions of the joining elements in this context means that they can be punch rivets, connecting bolts, punch rivets with different shaft diameters or head diameters or with different shank lengths. It follows that the moving in different Zufiihrkanälen joining elements in comparison to each other in their dimensions and / or in their structure are distinguishable.
  • the setting tool according to the invention uses at least two supply channels, in which joining elements of different dimensions are moved.
  • the joining elements are also oriented or arranged differently in the respective supply channel due to their different dimensions, if one compares this orientation of the joining elements with respect to the feed direction to the setting device within the joining channel. While the different orientation of the joining elements to be supplied with different dimensions requires specially adapted feed channels, this different orientation of the joining elements to be supplied allows the joining elements of a feed channel to be fed to a receiving nest associated with the feed channel adjacent to a setting head of the setting tool. In the same way, it is preferred that the joining elements of a plurality of supply channels adjacent only to a common receiving test. to supply a setting head.
  • Pick-up test in this context refers to a position adjacent to the setting head and / or the joining channel or in the joining channel of the setting tool, from which the joining element is then preferably supplied to the joining process without uniori orientation.
  • At least one of the at least two supply channels forms a reservoir for a plurality of joining elements or is connected to such a reservoir.
  • a predefined length of a supply channel allows a to store defined number of joining elements in this feed channel. It follows that the supply channel itself can already represent a reservoir or magazine for the setting tool to be supplied joining elements.
  • the supply channel actually serves only the ' transmission or the transport of the joining element from a connected magazine or the like to the setting tool.
  • the magazine, a separator or another station for providing joining elements constitutes the above-mentioned reservoir.
  • this has at least one detachable or a stationary magazine, or it is connected to a separator for joining elements for supplying the setting tool via the at least two supply channels.
  • only one receiving test is provided, which simultaneously forms an end position for the at least two supply channels, from which the individual joining elements without orientation change in the setting head or the joining channel of the setting tool are movable.
  • at least two pick-up esters are provided, each of which forms an end position for the at least two feed channels.
  • the receiving test is defined as a space in which only a single joining element is receivable.
  • the receiving space is arranged such that the joining element suitably positioned directly therefrom the setting tool, i. the setting head or the joining channel, can be supplied.
  • a connection between receiving test and supply channel can be selectively separated in each case by means of an actuator.
  • the picking test is connected to the setting head or the joining channel of the setting tool via a provision channel, which is specifically blockable by means of an actuator.
  • the joint elements are moved in a known manner by means of compressed air and / or gravity in the supply channels.
  • the recording test is arranged directly in the setting head or in the joining channel.
  • the picking test or the pickup tester is connected via a supply channel with the setting head or the joining channel.
  • the first supply channel has a round inner cross section, in which at least one joining element is movable parallel to its longitudinal axis.
  • the second supply channel has a T-shaped inner cross section, in which the at least one joining element is movable head-guided perpendicular to its longitudinal direction.
  • a supply channel with a round inner cross section opens at an upper or lower side into the receiving test and one end of the T-shaped profile tube opens laterally into the receiving test, as has already been explained above.
  • the at least one picking test with the joining element in the joining direction is movable under the punch, preferably displaceable.
  • the receiving test is not only designed as a stationary intermediate position for joining elements.
  • a stationary intermediate position means that the Joining members are moved through the supply channels for picking up, for example, with compressed air or other means of movement.
  • the recording test itself then the supplied joining element comes to rest, As soon as the further processing path is clear, the joining element is removed from the picking test in the direction of setting head or in the joining channel of the setting tool.
  • the receiving test itself is designed to be movable.
  • the receiving space of the receiving test serves to receive the joining element in the suitable joining orientation.
  • the movement of the picking test then allows to feed the suitably oriented joining element, for example, directly under the punch by the movement of the picking test.
  • the receiving test is moved by its mobility in the first place in an end position of a supply channel to accommodate there a joining element can. In this way it is possible to record the joining elements of different feed channels at their respective end position with only one picking test. As soon as a joining element has been picked up by the measurement test, the picking test moves to the setting head or into the joining channel of the joining head
  • the picking test can perform a straight-line or curvilinear sliding movement. Furthermore, it is advantageous if the receiving test can perform a pivoting movement or a movement along a circular path or a circular path. In the same way, it is preferable to equip the recording test with a combination of the movements described above.
  • this comprises a picking test in the form of a slide test with at least two spring arms, between which a joining element can be clamped and held in place.
  • Such a slider nest is adapted to perform straight or curvilinear scrolling movements.
  • the two spring arms are preferably connected like a pair of pliers or stand in the manner of tongs. This means that the spring arms are biased against each other with a certain preload to clamp a joining element between these two spring arms and can hold. Due to this arrangement of the spring arms, it is possible to supply a joining element perpendicular to the longitudinal axis of the spring arms between these spring arms, to then hold them there by clamping. According to another preferred method alternative joining elements in the longitudinal direction of the spring arms between these are pushed, so that they are then held by the spring bias between the spring arms.
  • the slider nest moves on a straight or curvilinear trajectory and passes the joining element to the setting head and / or the joining channel, As soon as the sliding mast has reached the transfer position for the joining element, the spring arms release the joining element preferably by opening.
  • the receiving test is pivotally arranged to be coupled by a pivoting movement on a supply channel or to be solved by this.
  • the receiving test is arranged in a pivotable construction.
  • the receiving test can execute a circular arc-shaped pivoting movement in order, for example, to take over a joining element at the end of a Zufulirkanals or supply a joining channel the setting head or the joining channel.
  • the spring arms already described above, which hold a joining element clamped suitable. It is likewise preferred to combine the pivoting movement just described with a straight-line displacement movement of the recording test in order to be able to supply the joining element effectively to the setting head and / or the joining channel in the shortest or most effective way.
  • the present invention also includes a manufacturing plant having at least one setting tool attached to a robot having one of the above-described embodiments.
  • the feeding method according to the invention for at least two differently dimensioned joining elements to a setting tool, in particular a setting tool according to one of the embodiments described above comprises the following steps: feeding at least one first joining element of a first dimension via a first feed channel and at least one second joining element of a second Dimension via a second supply channel to only one receiving test adjacent to a setting head of the setting tool, wherein the first and the second joining element in a different
  • Orientation compared to each other in the respective supply channel are supplied, receiving the first and second joining element individually in the receiving test and directly from the first and the second Zufahrkanal in a feed orientation, so that the respectively fed joining element without orientation change to a setting head of the setting tool is further movable and forwarding the first or second joining element individually to the setting head in order to be able to produce a joint connection with the passed-on joining element.
  • the joining elements are moved in the supply channels by means of compressed air and / or gravity.
  • a pushing and / or pivoting of the at least one picking test takes place for picking up and / or transferring a joining element.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a setting head of a setting tool, which has a receiving test with supply channels connected thereto
  • FIG. 2 shows a perspective illustration of a setting head of a further preferred setting tool, which has a picking test with feed channels connected thereto
  • Figure 3 is a schematic representation of a preferred recording test, are coupled to the two supply channels with different orientation of the joining element.
  • Figure 4a, b is a schematic representation of a preferred recording test, are coupled to the two supply channels with different orientation of the joining element and
  • Figure 5 a, b a further preferred embodiment of a sliding test.
  • the setting tool S of the present invention corresponds in its basic structure known setting tools. These setting tools S are used for setting joining elements, such as punch rivets, and connecting components by means of clinching or clinching.
  • a frame preferably a known C-frame. This C-frame has two oppositely arranged ends. At one end a setting punch 10 is arranged with drive.
  • the drive which is realized mechanically, hydraulically, pneumatically or electromagnetically, moves the setting punch 10 linearly, preferably without rotation, in the direction of a die.
  • the die is arranged at the other open end of the C-frame.
  • the setting punch 10 is integrated in a set / .kopf 20 of the setting tool.
  • the setting tool S also has a supply module Z.
  • the supply module Z comprises at least a first 30 and a second supply channel 40, wherein also more than two supply channels 30, 40 may be provided.
  • the individual supply channels 30, 40 serve to provide joining elements Fi, F2 adapted to the joining task.
  • a joining task is determined, for example, by a thickness or the material of the components to be joined together. According to 'F2 of different dimensions for different joining tasks joining elements Fi are used.
  • the term "dimension" preferably includes: a length of a joining element Fi, F2, a shaft diameter of the joining element and a
  • Head diameter of the joining element to name only a few selected geometry parameters for characterizing a joining element Fi, F2.
  • a supply channel 30, 40 respectively joining elements Fi; F2 transported only one dimension. Accordingly, an inner diameter and a shape of the inner cross section of the supply channel 30; 40 to the dimension of the joining element Fi to be transported; F2 adjusted.
  • each supply channel 30; 40 to the respective joining element Fi; F2 is adjusted, the at least two supply channels 30; 40 built differently.
  • the feed channel 30 is a tube with an ' I-shaped inner cross section. In this feed channel 30 joining elements Fi with head and
  • the joining elements Fi are arranged within the feed channel 30 with a longitudinal axis transverse to the feed direction Rz of the joining elements Fi.
  • the feed channel 40 is preferably a round tube or feed channel 40 with a circular inner cross section. This configuration of the feed channel 40 is suitable for a stacked arrangement of the joining elements F2 in the feed direction Rz within the feed channel 40. Therefore, the joining elements F2 are preferably arranged with a longitudinal axis parallel to the feed direction or transport direction Rz in the feed channel 40.
  • the feed module Z comprises, in addition to the feed channels 30, 40, a picking test 50.
  • the recording test 50 defines a receiving space for a single joining element Fi; F2, no matter what dimension.
  • One end of the plurality of supply channels 30; 40 opens into this receiving space to each a transported joining element Fi; F2 the recording test 50 feed.
  • the setting tool S comprises only one receiving test 50.
  • This single receiving test 50 is provided with a plurality of feed channels 30, 40, So at least two supply channels, connected. This is shown sehematically in FIG.
  • at least two receiving testers 50 are provided in the setting tool S, as indicated in FIG.
  • each of the supply channels 30, 40 ends in its own recording test.
  • a receiving nest 50 ' is located directly in the joining channel 60, while the other receiving nest 50 is arranged adjacent to the joining channel 60 and spaced from the receiving nest 50' (see FIG. 2).
  • the Aufhahmenest 50, 50 ' is preferably arranged such that a received in the receiving test 50 joining element Fi; Fi already has a joining orientation OF.
  • Joining orientation OF means that the joining element Fi; F? In this joining orientation Op only has to be set by the movement of the setting punch 10, which only requires positioning under the setting punch 10, in the setting head 20 or in the joining channel 60.
  • This joining orientation OF has the advantage that no reorientation and rotation of the joining element Fi; F2 until setting of the joining element Fi; F2 is required. Accordingly, in a joining element Fi; F2 in joining orientation OF the longitudinal axis of the joining element Fi; F2 arranged parallel to the joining direction Ri or to the longitudinal axis of the joining channel of the setting tool S.
  • the joining elements Fi; F2 are in the supply channels 30; 40 relative to the feed direction R / the receiving test 50 differently oriented, preferably in the stack or side by side.
  • the feed channels 30, 40 are preferably coupled to the picking test 50 as follows.
  • the feed channel 40 in which the joining elements Fi are transported in the form of a stack, opens in the joining direction RF or in joining orientation OF into the receiving nest 50.
  • the longitudinal direction of the feed channel 40 or in the feed channel 40 realized transport direction Ry of the joining elements Fi arranged parallel to the joining direction RF relative to the receiving test 50.
  • the feed channel 40 is coupled to the picking nest 50 at an upper side.
  • an actuator 52 is disposed at the head entrance of the pickup test 50.
  • This actuator 52 is movable so that it can selectively open the supply channel 40 for receiving test 50 and close.
  • the same is of course also on the bottom of the recording test 50 feasible.
  • the joining elements F 2 laterally or from a rear side, that is perpendicular to the joint orientation Op, transferred into the receiving test 50.
  • an actuator 54 is preferably provided. This selectively closes or opens the connection between feed channel 30 and pick-up nest 50. It follows from the above description and the arrangement of the pick-up test 50 with respect to the feed channels 30, 40 that the pick-up nest 50 forms an end position for the coupled feed channels 30, 40.
  • the joining element Fi In order to be able to set the joining element Fi, F2 arranged in the picking test 50, it is preferably moved into the setting head 20 and / or under the setting punch 10 via a provision channel. After reaching this position, the setting punch 10 sets the joining element Fi; F2 by its linear movement in the direction of the components to be joined together.
  • FIG. 4 shows the preferred embodiment of a slider test 70, which serves as a picking test.
  • FIG. 4a shows a schematic side view
  • FIG. 4b shows a plan view.
  • the slider nest 70 preferably consists of two arms 72.
  • the arms 72 are pivotally mounted to form a spring biased tong-like arrangement. In this forceps-like arrangement 70, the arms 72 are spring biased towards each other, so that a joining element Fi; F 2 would be automatically clamped or held in between.
  • the arrows in Figure 4b indicate the corresponding pivotal movement of the arms 72.
  • the arms 72 have an elongated shape in which the pivot point 74 per arm 72 is positioned eccentrically relative to a longitudinal axis.
  • a recess 76 is also provided on an inner side, which are opposite to each other. The combination of the recesses 76 is in size to a male joining element Fi; F2 adjusted.
  • the mutually opposite recesses 76 form the receiving test 50 "in which at least the joining element Fi can be received, for which purpose the recesses 76 are arranged at the end of the feed channel 40 so that a supplied joining element Fi is received directly in the receiving nest 50".
  • the incoming joining element Fi pushes the Anne 72 radially outward to be clamped between or in the recesses 76.
  • the pincer-like sliding test 70 the pincer-like connected arms 72 are mounted together displaceable.
  • the slide test 70 linearly displaceable under the setting die 10 or generally movable until the joining element Fi holding recesses 76 are disposed below the setting die 10. In this positioning, a joining axis extends centrally through the receiving space for joining elements between the recesses 76, as shown in FIG. 4 b in combination with the setting punch 10. The joining axis is drawn as a dash-dot line.
  • the representation of the arms 72 in dashed lines in Figure 4b illustrates the slide test 70 in the shifted state.
  • a releasable positioning means is provided (not shown).
  • the setting punch 10 In this displaced position of the sliding test 70, the setting punch 10 preferably sets the joining element F2, which is held between the arms 72.
  • the setting punch 10 moves along the joining axis in the joining direction R F between the recesses 76, loosens the clamped joining element Fi and places it in the components (not shown).
  • the positioning means releases the slider test 70 so that it can move back into the starting position according to FIG. 4a.
  • the recesses 76 release the clamped joining element Fi within the joining channel 60, even before the setting punch 10 moves the joining element Fi in the joining direction Ri.
  • the released joining element Fi is preferably held within the joining channel 60 by a braking distance, a blocking element or by a tapering of the joining channel in the joining direction.
  • the setting punch 10 moves through the joining channel 60 and places the joining element Fi in the components (not shown). It is also preferred that the slide test 70 initially takes over the joining element Fi via a pivoting movement. With the clamped joining element Fi, it then returns to its starting position according to FIG. 4a. From the starting position, the joining element Fi via a rectilinear
  • the arms 72 are arranged transversely to their longitudinal direction by a distance D to each other.
  • the distance D is greater than a shaft diameter of a joining element F2 to be supplied, so that head-guided joining elements F2 can be injected or blown into the receiving test 50 between the arms 72 in the direction of the recess 76.
  • the exit of the feed channel 30 is preferably arranged adjacent to the slide nest 70 and adjacent to the pivot point 74. If the joining element F2 between the
  • Arm 72 is shot, it comes in the recesses 76 to hold. In this case, the positioning prevents rebounding of the joining element F2 from the holding position between the recesses 76th It is further preferred to supply the joining element F2 below or above the arms 72 to the joining channel 60.
  • the sliding member 70 is moved with the arms 72 and the joining element F2 under the setting punch 10 or moved to set the joining element F2 (see above).
  • the sliding test 70 is preferably used as a receiving test for joining elements Fi only one dimension or for joining elements Fi, F2 different dimensions.
  • FIG. 5 shows a further preferred embodiment of a receiving test 80 in the form of a pivotable block.
  • This block 80 has in its interior a T-shaped channel (see Figure 5 a), which runs along an imaginary connecting line between a pivot point 84 and a receiving opening 82.
  • This T-shaped channel is connected to the supply channel 30 and receives from there arriving joining elements F2.
  • These joining elements F2 are held in the receiving opening 82 and supplied from there to the setting punch 10.
  • the supply under the setting punches 10 takes place by a rectilinear movement and / or a pivoting movement of the block. After that, the setting punch 10 is arranged above the receiving opening 82 and the joining axis runs through the receiving opening 82.
  • the joining element F2 is transferred to the setting channel 60 and the receiving test 80 is withdrawn. It is also preferable to pivot the receiving nest 80 about the pivot 84 (see dashed line). With this pivoting movement, the receiving opening 82 is positioned at the exit of the feed channel 40 to receive joining elements Fi. After receiving the joining element Fi in the receiving opening 82, where it is kept clamped, the receiving test 80 pivots back to its original position (see solid line in Figure 5). From there, the receiving test 80 is moved linearly below the setting punch 10 or pivoted under the setting punch 10. It is also preferred to pivot the receiving nest 80 with the included joining element Fi directly under the setting punch 10, and then to start the setting process.
  • FIG. 2 shows a preferred setting tool S in which a separate receptacle 50, 90 is provided for each supply channel 30, 40.
  • the feed channel 30 with a T-shaped inner cross section opens into the joining channel 60 via a lateral opening.
  • the feed channel 40 with a round inner cross section enters the joining channel 60 at an acute angle. Since the joining channel 60 is equipped with a braking distance, a resilient taper or a locking member in the joining direction Ri, the joining element Fi from the supply channel 40 automatically comes to hold below the punch 60. After this feeding of the joining element Fi, the joining element Fi is replaced by the Set stamp 10 set.
  • at least two pick-up probes 50, 90 are preferably provided.
  • the receiving nest 50 is composed of the slide test 70 according to FIG. 4 or of the receiving test 80 according to FIG. 5. This allows at least three supply channels 30, 40 to be connected to the setting tool S and thus to supply three different joining elements Fi, P2. Note that only two feed channels 30, 40 are shown in Figs.
  • the transfer elements F 1, F 2 to be transported are moved by means of compressed air and / or gravity or a combination of both or by means of another known drive medium.
  • the different orientation of the friction elements Fi, F2 in the at least two supply channels 30, 40 is due to the targeted coupling of the feed channels 30, 40 to the respective receiving test 50, 70, 80, 90 and the transfer of the joining elements Fi, F2 in the receiving test 50 in only a joining orientation OF converted. Due to this uniform joining orientation OF of the joining elements Fi, F2 present after the feeding of the differently dimensioned joining elements Fi, F2, the setting process to be carried out is simplified and shortened. After picking up a single joining element Fr, F2 in the receptacle 50, 70, 80, 90, this single joining element Fi; F2 preferably forwarded to the setting head 20 or is already below the setting punch 10, then to establish a connection by the movement of the setting punch 10.
  • the individual transfer of the joining elements Fi; F2 to the setting head 20, the joining channel 60 or below the setting punch 10 is preferably carried out by means of the above-described actuators 52, 54 and / or movable receiving tester 70, 80. It is also preferable to provide an actuator at the transition between the receiving test 50 and the supply channel , This actuator (not shown) ensures that the joining element Fi; F2 leaves the record est 50 only at a desired time and the setting head 20 is supplied.

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Abstract

Vorliegendes Setzwerkzeug zum umformtechnischen Fügen zeichnet sich neben einem Rahmen, Stempel (10) und einem Stempelantrieb durch ein Zufuhrmodul aus. Dieses Zufuhr modul umfasst eine Mehrzahl von Zufuhrkanälen (30, 40) in denen Fügeelemente unterschiedlicher Dimension bewegbar sind. Diese Fügkanäle münden in ein Aufnahmenest (50) benachbart zum Setzkopf. Basierend auf der Kopplung zwischen dem Aufnahmenest und den Zufuhrkanälen werden die unterschiedlich dimensionierten Fügeelemente in dem Aufnahmenest einzeln in einer einheitlichen Fügeorientierung angeordnet.

Description

Setzwerkzeeg und Zufuhrverfahren von unterschiedlichen Fügeelementen
1 , Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Setzwerkzeug zum umfoimtechnischen Fügen mindestens zweier übereinander angeordneter Werkstücke, insbesondere ein Setzwerkzeug zum Stanznieten oder Durchsetzfügen (Clinchen). Des Weiteren betrifft vorliegende Erfindung eine Fertigungsanlage mit mindestens einem derartigen Setzwerkzeug sowie ein Zufuhrverfahren für mindestens ein erstes und ein zweites Fügeelement unterschiedlicher Dimension zu diesem Setzwerkzeug. 2. Hintergrund der Erfindung
Die oben genannten Setzwerkzeuge bestehen üblicherweise aus einem Rahmen, einem hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Antrieb und mehreren den Fügevorgang unmittelbar betreffenden Baugruppen, wie ein Setzkopf und eine Matrize. Um zur Vorbereitung eines Fügevorgangs das Setzwerkzeug mit dem nötigen Fügeelement auszustatten, ist zudem ein Zutührmodul vorgesehen, welches das mindestens eine Fügeelement einem Setzkopf des Setzwerkzeugs bzw. dem im Setzwerkzeug vorgesehenen Fügekanal zuführt.
In Fertigungsstraßen sind diese Setzwerkzeuge üblicherweise an Roboterarmen befestigt. Diese roboter- geführten Setzwerkzeuge werden derzeit nach sogenannten Formaten, d.h. im Hinblick auf Größe, Form und Qualität der herzustellenden Fügeverbindung, ausgelegt. Im Fall von Stanznietwerkzeugen handelt es sich hierbei um die Nietgröße und -form (Nietdurchmesser und Nietkopfgeometrie) sowie die Matrizengeometrie, die einen Einfluss auf die Qualität der Nietverbindung haben. Insgesamt werden die Unterschiede in Nietgröße, -form, -durchmesse!- und Nietkopfgeometrie unter dem Begriff Dimension des Fügeelements zusammengefasst.
Da die den Fügevorgang unmittelbar betreffenden Baugruppen, wie beispielsweise der Setzkopf und die diesem zugeordnete Matrize, nach bestimmten derartigen Formaten, also einer speziell ausgewählten Dimension des Fügeelements, ausgelegt sind, muss das komplette Setzwerkzeug ausgewechselt werden, wenn eines dieser Formate geändert werden soll. Für jede größere Fertigungsanlage muss daher eine ent-
. i . sprechende Anzahl unterschiedlicher Setzwerkzeuge vorrätig gehalten werden, was naturgemäß mit einem erheblichen Kostenaufwand verbunden ist. Das Auswechseln der Setzwerkzeuge erfordert überdies einen beträchtlichen Arbeitsaufwand, da Energieversorgungs- und Nietzuiuhrungsleitungen gelöst und wieder angeschlossen werden müssen.
Um dem Setzwerkzeug Fügeelemente nur einer Dimension zuzuführen, besteht zunächst die Möglichkeit, diese Fügeelemente kopfgeführt in einem Zufuhrschlauch mit einem T-förmigen Innenquerschnitt zu bewegen. Gemäß einer weiteren Alternative werden die gleich dimensionierten Fügeelemente gestapelt, d.h. die Längsrichtung der Fügeelemente ist parallel zur Bewegungsrichtung im Zufuhrschlauch bzw. -kanal angeordnet, dem Setzwerkzeug zugeführt. Entsprechende Beispiele dazu sind in DE 10 2009 024 433 AI und DE 34 47 006 AI beschrieben. Um die Kapazität der zugeführt en Fügeelemente gleicher Dimension zu erhöhen, beschreibt DD 241 875 AI die Kombination des Setzwerkzeugs mit einer Mehrzahl von Zufahrkanälen. Innerhalb dieser Mehrzahl von Zufuhrkanälen werden Fügeelemente gleicher Dimension bewegt.
Um den Aufwand zur Anpassung des Setzwerkzeugs an unterschiedliche Fügeaufgaben zu reduzieren, offenbart US 9,027,220 B2 ein Setzwerkzeug mit zwei Zufuhrkanälen. Innerhalb dieser beiden Zufuhrkanäle werden unterschiedlich dimensionierte Stanzniete dem Setzwerkzeug in Abhängigkeit von der zu realisierenden Fügeaufgabe zugeführt. In diesem Zusammenhang ist es beispielsweise vorgesehen, zwei Stanzniettypen unterschiedlicher Schaftlänge bzw. Stanznietlänge demselben Setzwerkzeug zuzuführen.
US 4,620,656 Bl beschreibt eine alternative Vorgehensweise für die Zufuhr unterschiedlich dimensionierter Fügeelemente zu einem Setzwerkzeug. In diesem Dokument wird zunächst hervorgehoben, dass die Zufuhr von Fügeelementen mittels Schläuchen zum Setzwerkzeug fehleranfäilig ist. Somit ist diese direkte Zufuhr der Fügeelemente mit mehreren Schläuchen zum Setzwerkzeug ungeeignet für die Automatisierung der Herstellung von Fügeverbindungen. Daher schlägt US 4,620,656 B l vor, an einem Kreuzungspunkt entfernt vom Setzwerkzeug eine Mehrzahl von Zuführkanälen für unterschiedlich dimensionierte Fügeelemente zusammenzuschalten. Diese zusammengeschalteten Zufuhrkanäle stellen jeweils mindestens ein Fügeelement bereit, sodass aus dieser Mehrzahl unterschiedlich dimensionierter Fügeelemente gezielt ausgewählt, und dieses eine ausgewählte Fügeelement über einen Versorgungsschlauch an das Setzwerkzeug weitergeleitet werden kann. Somit wird das hier genutzte Zuführmodul getrennt vom Setzwerkzeug angeordnet. Diese Anordnung realisiert gemäß der Lehre der US 4,620,656 Bl eine hohe Flexibilität, da ausreichend Platz zur Verbindung mit einer Vielzahl von Zufuhrkanälen für unterschiedlich dimensionierte Fügeelemente entfernt vom Setzwerkzeug zur Verfügung steht. Nachteilig ist jedoch in diesem Zusammenhang, dass die unterschiedlich dimensionierten Fügeelemente über längere Wege zunächst zum Zufuhrmodul bzw. der Auswahlstation und danach zum Setzwerkzeug bewegt werden müssen. Dies wirkt sich auf die Länge der Taktzeiten negativ aus und ist zudem platzintensiv, wenn eine effiziente Fertigungsstraße ausgebaut werden soll. In weiterer Ausgestaltung eines Zufuhrmoduls, das entfernt vom Setzwerkzeug angeordnet ist, beschreibt WO 00/47350 AI eine Vorrichtung, mit deren Hilfe zugeführte Fügeelemente umorientiert werden können. Nach erfolgter Umorientierung werden die Fügeelemente dann dem Setzwerkzeug zugeführt.
Die oben beschriebenen Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sie apparativ relativ aufwendig sind. Dieser konstruktive Aufwand erfordert einen entsprechenden Platzbedarf und natürlich einen nachgelagerten Wartungsaufwand im Betrieb des Setzwerkzeugs. Um diesen Aufwand zu reduzieren, ist es Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Setzwerkzeug mit erhöhter Flexibilität im Hinblick auf die Ausführung unterschiedlicher Fügeaufgaben bereitzustellen. 3. Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wird durch ein Setzwerkzeug zum umformtechnischen Fügen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 , durch eine Fertigungsanlage in Kombination mit diesem Setzwerkzeug gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 13 sowie durch ein Zufuhrverfahren für mindestens zwei unterschiedlich dimensionierte Fügeelemente zu diesem Setzwerkzeug gemäß dem unabhängigen Patentansprach 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen vorliegender Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen und den anhängenden Ansprüchen hervor.
Das erfindungsgemäße Setzwerkzeug dient dem umformtechnischen Fügen. Es umfasst die folgenden Merkmale: einen Rahmen, einen am Rahmen vorgesehenen Antrieb, mit dem ein Stempel zum Herstellen einer Fügeverbindung linear bewegbar ist, ein Zufuhrmodul mit mindestens zwei Zufuhrkanälen, über die eine Mehrzahl von Fügeelementen unterschiedlicher Abmessungen oder Dimension einzeln einem. Fügekanal eines Setzkopfs des Setzwerkzeugs zuführbar sind, wobei die mindestens zwei Zufuhrkanäle ange- passt sind, um die Fügeelemente in unterschiedlicher Orientierung im Vergleich zueinander innerhalb der Fügekanäle zu führen und wobei die Fügeelemente aus den mindestens zwei Zufuhrkanälen einzeln direkt in mindestens ein Aufnahmenest benachbart zum Setzkopf bewegbar sind, um dort in gleicher Orientierung im Vergleich zueinander angeordnet zu sein.
Das erfindungsgemäße Setzwerkzeug basiert auf der gleichzeitigen Zufuhr von Fügeelementen unter- schiedlicher Dimensionen oder Abmessungen zum Setzwerkzeug, um auf diese Weise zeitaufwendige
Umrüstvorgänge des Setzwerkzeugs auf unterschiedliche Fügeaufgaben zu vermeiden. Das Setzwerkzeug weist Standardkomponenten auf, wie einen Rahmen, an dem ein Antrieb für einen Setzstempel bzw. Fügestempel befestigt ist. Dieser Rahmen umfasst beispielsweise einen C-Rahmen, an dessen gegenüberliegenden Enden eine Matrize sowie der Antrieb mit Stempel angeordnet sind. Zudem umfasst das
Setzwerkzeug standardmäßig bekannte Grundmodule von derartigen Fügeeinrichtungen, die beim Fügen von Stanznieten, beim Clinchen und bei ähnlich gearteten Fügevorgängen erforderlich sind.
Um das Setzwerkzeug flexibel für zumindest zwei Fügeaufgaben ohne aufwendige Umrüstverfahren einsetzen zu können, führen zwei Zufuhrkanäle Fügeelemente unterschiedlicher Dimension dem Setzwerkzeug zu. Unterschiedliche Dimensionen der Fügeelemente bezeichnet in diesem Zusammenhang, dass es sich Her um Stanzniete, Verbindungsbolzen, Stanzniete mit unterschiedlichem Schaftdurchmesser oder Kopfdurchmesser oder mit unterschiedlicher Schaftlänge handeln kann. Daraus folgt, dass die in unterschiedlichen Zufiihrkanälen bewegten Fügeelemente im Vergleich zueinander in ihren Abmessungen und/oder in ihrem Aufbau unterscheidbar sind. Das erfindungsgemäße Setzwerkzeug nutzt mindestens zwei Zufuhrkanäle, in denen Fügeelemente unterschiedlicher Dimensionen bewegt werden. Um eine reibungslose Zufuhr zum Setzwerkzeug gewährleisten zu können, sind die Fügeelemente aufgrund ihrer unterschiedlichen Dimensionen auch unterschiedlich in dem jeweiligen Zufuhrkanal orientiert bzw. angeordnet, wenn man diese Orientierung der Fügeelemente in Bezug auf die Zufuhrrichtung zum Setzgerät innerhalb des Fügekanals miteinander vergleicht. Während die unterschiedliche Orientierung der zuzuführenden Fügeelemente mit unterschiedlicher Dimension speziell daran angepasste Zufuhrkanäle erfordert, ermöglicht dennoch diese unterschiedliche Orientierung der zuzuführenden Fügeelemente, dass die Fügeelemente eines Zufuhrkanals einem dem Zufuhrkanal zugeordneten Aufnahmenest benachbart zu einem Setzkopf des Setzwerkzeugs zugeführt werden können. In gleicher Weise ist es bevorzugt, die Fügeelemente einer Mehrzahl von Zufuhrkanälen nur einem gemeinsamen Aufnahmenest benachbart zu. einem Setzkopf zuzuführen. Aufnahmenest bezeichnet in diesem Zusammenhang eine Position angrenzend an den Setzkopf und/oder den Fügekanal oder im Fügekanal des Setzwerkzeugs, aus der das Fügeelement dann dem Fügevorgang vorzugsweise ohne Uniorientierung zugeführt wird. Basierend auf der Wahl der unterschiedlichen Zufuhrkanäle mit
unterschiedlicher Orientierung der Fügeelemente ist es trotzdem möglich, über geeignete Zufuhrrichtun- gen bzw. Verbindungsrichtungen der Zufuhrkanäle mit dem Aufnahmenest eine gleiche bzw. konstante Orientierung der dem Aufnahmenest zugeführten Fügeelemente im Aufnahmenest zu erzielen, egal aus welchem Zuführkanal und mit welcher Orientierung während der Zufuhr die Fügeelemente zugeführt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung bildet zumindest einer der mindestens zwei Zufuhrkanäle ein Reservoir für eine Mehrzahl von Fügeelementen oder er ist mit einem derartigen Reservoir verbunden. Bereits eine vordefinierte Länge eines Zufuhrkanals ermöglicht es, eine definierte Anzahl von Fügeelementen in diesem Zufuhrkanal zu speichern. Daraus folgt, dass der Zufuhrkanal selbst bereits ein Reservoir bzw. Magazin für dem Setzwerkzeug zuzuführende Fügeelemente darstellen kann. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform dient der Zufuhrkanal tatsächlich nur der 'Übermittlung bzw. dem Transport des Fügeelements von einem angeschlossenen Magazin oder der- gleichen zum Setzwerkzeug. In diesem Fall stellt das Magazin, ein Vereinzeier oder eine andere Station zur Bereitstellung von Fügeelementen das oben erwähnte Reservoir dar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs weist dieses mindestens ein lösbares oder ein stationäres Magazin auf, oder es ist mit einem Vereinzeler für Fügeele- mente zur Versorgung des Setzwerkzeugs über die mindestens zwei Zufuhrkanäle verbunden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung ist nur ein Aufnahmenest vorgesehen, das gleichzeitig eine Endposition für die mindestens zwei Zufuhrkanäle bildet, von dem aus die einzelnen Fügeelemente ohne Orientierungsänderung in den Setzkopf oder den Fügekanal des Setz- Werkzeugs bewegbar sind. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mindestens zwei Aufnahmenester vorgesehen, die jeweils eine Endposition für die mindestens zwei Zufuhrkanäle bilden.
Vorzugsweise ist das Aufnahmenest als ein Raum definiert, in dem nur ein einzelnes Fügeelement aufnehmbar ist. Der Aufnahmeraum ist derart angeordnet, dass das Fügeelement geeignet positioniert direkt aus diesem dem Setzwerkzeug, d.h. dem Setzkopf oder dem Fügekanal, zugeführt werden kann. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, das Aufnahmenest direkt im Setzkopf oder im Fügekanal vorzusehen. Dadurch werden weitere Transportwege der Fügeelemente verkürzt. Sobald diese Zufuhr des Fügeelements zum Setzkopf oder in den Fügekanal abgeschlossen ist, kann der Stempel des Setzwerkzeugs direkt das Fügeelement setzen. Da das Aufnahmenest als ein Aufhahmeraum definiert ist, sind die dort direkt angeschlossenen Fügekanäle an unterschiedlichen Seiten an das Aufnahmenest ankoppelbar. Mit dieser gezielten Auswahl der Kopplungsseite, an der die Verbindung zwischen Zufuhrkanal und Aufnahmenest hergestellt wird, wird gewährleistet, dass das Fügeelement bereits in der passenden Orientierung für den späteren Fügevorgang im Aufnahmenest ankommt. So werden beispielsweise Zufuhrkanäle von oben oder von unten an das Aufnahmenest angeschlossen, wenn in diesem Zufuhrkanal die Fügeele- mente in einem Stapel transportiert werden. Stapel bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Fügeelemente innerhalb des Zufuhrkanals in Längsrichtung aufeinander angeordnet sind. Werden die
Fügeelemente in einem Zufuhrkanal mit einer Orientierung ihrer Längsrichtung quer zur Transportrichtung geführt., dann werden derartige Zufuhrkanäle seitlich an das Aufnahmenest angekoppelt. Resultat dieser unterschiedlichen Ankopplungsmöglichkeiten besteht darin, dass unabhängig von dem angekoppel - ten Zufuhrkanal und der darin realisierten Orientierung des Fügeelements die im Aufnahmenest ankommenden Fügeelemente immer gleich orientiert sind. Da oben Gesagte gilt für ein Aufnahmenest in Verbindung mit nur einem Zufuhrkanal in gleicher Weise wie für ein Aufnahmenest in Verbindung mit einer Mehrzahl von Zufuhrkanälen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs ist eine Verbindung zwischen Aufnahmenest und Zufuhrkanal jeweils mithilfe eines Stellglieds gezielt trennbar. Weiterhin bevorzugt ist das Aufnahmenest mit dem Setzkopf oder dem Fügekanal des Setzwerkzeugs über einen Bereitstellungskanal verbunden, der gezielt mithilfe eines Stellglieds blockierbar ist.
Zudem werden erfindungsgemäß bevorzugt die Fugeelemente in bekannter Weise mittels Druckluft und/oder Schwerkraft in den Zufuhrkanälen bewegt.
Weiterhin bevorzugt ist das Aufnahmenest direkt im Setzkopf oder im Fügekanal angeordnet. Gemäß einer alternativen Ausfuhrungsform ist das Aufnahmenest oder sind die Aufnahmenester über einem Bereitstellungskanal mit dem Setzkopf oder dem Fügekanal verbunden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung weist der erste Zufuhrkanal einen runden Innenquerschnitt auf, in dem mindestens ein Fügeelement parallel zu seiner Längsachse bewegbar ist. Weiterhin bevorzugt weist der zweite Zufuhrkanal einen T-förmigen Innenquerschnitt auf, in dem das mindestens eine Fügeelement senkrecht zu seiner Längsrichtung kopfgeführt bewegbar ist. Anhand dieser konstruktiven Ausgestaltung wird deutlich, dass die unterschiedliche Orientierung der Fügeelemente auf eine unterschiedliche Konfiguration der Zufuhrkanäle zurückzuführen ist. Mithilfe dieser unterschiedlichen Konfiguration der Zufuhrkanäle ist gewährleistet, dass Fügeelemente unterschiedlicher
Dimensionen gleichzeitig dem Setzwerkzeug zuführbar sind. In diesem Zusammenhang ist bekannt, dass beispielsweise Stanzniete mit einem deutlich erkennbaren Kopf- und Schaftbereich geeignet sind, um kopfgeführt in einem Zufuhrkanal mit T-formigem Innenquerschnitt bewegt zu werden. Werden aber zum Clinchen geeignete bolzenähnliche Elemente ohne Kopf oder Stanzniete mit im Vergleich zum Schaft sehr geringem Kopfdurchmesser dem Setzwerkzeug zugeführt, dann geschieht dies bevorzugt in einer stapeiförmigen Anordnung der Fügeelemente in dem Zufuhrkanal. Entsprechend weist dieser Zufuhrkanal den bereits oben genannten runden Innenquerschnitt auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung mündet ein Zufuhrkanal mit rundem Innenquerschnitt an einer Ober- oder Unterseite in das Aufnahmenest und ein Ende des T-formigen Profilschlauchs mündet seitlich in das Aufnahmenest, wie es oben bereits erläutert worden ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs ist das min- destens eine Aufnahmenest mit dem Fügeelement in Fügerichtung unter den Stempel bewegbar, vorzugsweise verschiebbar. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Aufnahmenest nicht nur als stationäre Zwischenposition für Fügeelemente ausgebildet ist. Eine stationäre Zwischenposition bedeutet, dass die Fügeelemente durch die Zufuhrkanäle zum Aufnahmenest beispielsweise mit Druckluft oder einem anderen Bewegungsmittel bewegt, werden. Im Aufnahmenest selbst kommt dann das zugeführte Fügeelement zur Ruhe, Sobald der weitere Verarbeitungsweg klar ist, wird das Fügeelement aus dem Aufnahmenest in Richtung Setzkopf oder in den Fügekanal des Setzwerkzeugs abgeführt. Für die Verarbeitung der Fü- gedemente ist es von Vorteil, wenn das Aufnahmenest selbst bewegbar ausgebildet ist. Dabei dient vorzugsweise der Aufnahmeraum des Aufnahmenests der Aufnahme des Fügeelements in der geeigneten Fügeorientierung. Die Bewegung des Aufnahmenests erlaubt dann, das passend orientierte Fügeelement beispielsweise direkt unter den Stempel durch die Bewegung des Aufnahmenests zuzuführen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Aufnahmenest durch seine Bewegbarkeit überhaupt erst in eine Endposition eines Zufuhrkanals bewegt, um dort ein Fügeelement aufnehmen zu können. Auf diese Weise ist es möglich, mit nur einem Aufnahmenest die Fügeelemente unterschiedlicher Zufuhrkanäle an deren jeweilige Endposition aufzunehmen. Sobald ein Fügeelement durch das Aufnalimenest aufgenommen worden ist, bewegt sich das Aufnahmenest zum Setzkopf oder in den Fügekanal des
Setzwerkzeugs, und führt auf diese Weise das übernommene Fügeelement der weiteren Verarbeitung zu.
Um die obigen Prozesse realisieren zu können, ist es bevorzugt, wenn das Aufnahmenest eine geradlinige oder krummlinige Verschiebebewegung durchführen kann. Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das Aufnahmenest eine Schwenkbewegung bzw. eine Bewegung entlang einer Kreisbahn oder einer kreisähnlichen Bahn ausführen kann. In gleicher Weise ist es bevorzugt, das Aufnahmenest mit einer Kombina- tion der oben beschriebenen Bewegungen auszustatten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs umfasst dieses ein Aufnahmenest in Form eines Schiebernests mit zumindest zwei Federarmen, zwischen denen ein Fügeelement klemmend aufnehmbar und haltbar ist.
Ein derartiges Schiebernest ist angepasst, um geradlinige oder krummlinige Verschiebebewegungen auszuführen. Die beiden Federarme sind bevorzugt zangenartig miteinander verbunden bzw. stehen diese zangenartig in Wechselwirkung. Das bedeutet, dass die Federarme mit einer gewissen Federvorspannung gegeneinander vorgespannt sind, um ein Fügeelement zwischen diesen beiden Federarmen klemmen und halten zu können. Aufgrund dieser Anordnung der Federarme ist es möglich, ein Fügeelement senkrecht bezogen auf die Längsachse der Federarme zwischen diese Federarme zuzuführen, um sie dann dort klemmend zu halten. Gemäß einer anderen bevorzugten Verfahrensalternative sind Fügeelemente in Längsrichtung der Federarme zwischen diese schiebbar, sodass sie dann durch die Federvorspannung zwischen den Federarmen gehalten werden. Sobald ein Fügeelement im Schiebernest angeordnet ist, d.h. das Fügeelement wird zwischen den beiden Federarmen klemmend gehalten, bewegt sich das Schiebernest auf einer geradlinigen oder krummlinigen Bahn und übergibt das Fügeelement an den Setzkopf und/oder den Fügekanal, Sobald das Schiebemest die Übergabeposition für das Fügeelement erreicht hat, geben die Federarme bevorzugt durch ein Offnen das Fügeelement frei.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Setzwerkzeugs ist das Aufnahmenest schwenkbar angeordnet, um durch eine Schwenkbewegung an einem Zufuhrkanal anzukoppeln oder von diesem gelöst zu werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Aufnahmenest in einer schwenkbaren Konstruktion angeordnet. Somit kann das Aufnahmenest eine kreisbogenförmige Schwenkbewegung ausfuh- ren, um beispielsweise ein Fügeelement am Ende eines Zufulirkanals zu übernehmen oder ein Fügekanal dem Setzkopf oder dem Fügekanal zuzuführen. Für eine derartige Schwenkbewegung eignen sich auch die bereits oben beschriebenen Federarme, die ein Fügeelement klemmend halten. Es ist ebenfalls bevorzugt, die gerade beschriebene Schwenkbewegung mit einer geradlinigen Verschiebebewegung des Auf- nahmenests zu kombinieren, um das Fügeelement effektiv dem Setzkopf und/oder dem Fügekanal auf kürzestem oder effektivstem Weg zuführen zu können.
Vorliegende Erfindung umfasst zudem eine Fertigungsanlage mit mindestens einem an einem Roboter befestigten Setzwerkzeug, das eine der oben beschriebenen Ausgestaltungen aufweist. Das erfindungsgemäße Zufuhrverfahren für mindestens zwei unterschiedlich dimensionierte Fügeele- mcnte zu einem Setzwerkzeug, insbesondere ein Setzwerkzeug gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen, weist die folgenden Schritte auf: Zuführen mindestens eines ersten Fügeelements einer ersten Dimension über einen ersten Zufuhrkanal und mindestens eines zweiten Fügeelements einer zweiten Dimension über einen zweiten Zufuhrkanal zu nur einem Aufnahmenest angrenzend an einen Setz- köpf des Setzwerkzeugs, wobei das erste und das zweite Fügeelement in einer unterschiedlichen
Orientierung im Vergleich zueinander im jeweiligen Zufuhrkanal zugeführt werden, Aufnehmen des ersten und des zweiten Fügeelements einzeln in dem Aufnahmenest und direkt aus dem ersten und dem zweiten Zufahrkanal in einer Zufuhrorientierung, sodass das jeweils zugefiihrte Fügeelement ohne Orientierungsänderung an einen Setzkopf des Setzwerkzeugs weiter bewegbar ist, und Weiterleiten des ersten oder zweiten Fügeelements einzeln zum Setzkopf, um eine Fügeverbindung mit dem weitergeleiteten Fügeelement herstellen zu können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform werden die Fügeelemente in den Zufuhrkanälen mittels Druckluft und/oder Schwerkraft bewegt. Zudem ist es bevorzugt, innerhalb des Zufuhrverfahrens folgenden weiteren Schritt auszuführen: Verschließen und Freigeben des mindestens einen Aufnah- menests in Richtung des Setzkopfes mit einem ersten Sperrglied und/oder Verschließen und Freigeben mindestens eines Zufuhrkanals mit einem zweiten Sperrglied, um gezielt Fügeelemente aus dem ersten oder dem zweiten Zufuhrkanal dem Aufnahmenest zuzuführen.
Weiterhin bevorzugt erfolgt ein V »schieben und/oder Verschwenken des mindestens einen Aufnah- menests zur Aufnahme und/oder Ubergabe eines Fügeelements.
4. Kurze Beschreibung der begleitenden Zeichnungen
Die bevorzugten Ausführungsformen vorliegender Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beglei- tende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Setzkopfes eines Setzwerkzeugs, der ein Aufnahmenest mit daran angeschlossenen Zufuhrkanälen aufweist, Figur 2 eine perspektivische Darstellung eines Setzkopfes eines weiteren bevorzugten Setzwerkzeugs, der ein Aufnahmenest mit daran angeschlossenen Zufuhrkanälen aufweist,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Aufnahmenests, an das zwei Zufuhrkanäle mit verschiedener Orientierung des Fügeelements angekoppelt sind.
Figur 4 a, b eine schematische Darstellung eines bevorzugten Aufnahmenests, an das zwei Zufuhrkanäle mit verschiedener Orientierung des Fügeelements angekoppelt sind und
Figur 5 a, b eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Schiebemests.
5. Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Das Setzwerkzeug S vorliegender Erfindung entspricht in seiner Grundstruktur bekannten Setzwerkzeugen. Diese Setzwerkzeuge S dienen dem Setzen von Fügeelementen, wie Stanzniete, und dem Verbinden von Bauteilen mittels Durchsetzfügen oder Clinchen. Dazu ist ein Rahmen, vorzugsweise ein bekannter C-Rahmen, vorgesehen. Dieser C-Rahmen besitzt zwei einander gegenüberliegend angeordnete Enden. An einem Ende ist ein Setzstempel 10 mit Antrieb angeordnet. Der Antrieb, der mechanisch, hydraulisch, pneumatisch oder elektromagnetisch realisiert ist, bewegt linear, bevorzugt drehungsfrei, den Setzstempel 10 in Richtung einer Matrize. Die Matrize ist dazu am anderen offenen Ende des C-Rahmens angeordnet. Der Setzstempel 10 ist in einen Set/.kopf 20 des Setzwerkzeugs integriert. Er bewegt ein Fügeelement Fi, F2 durch einen Fügekanal in Fügerichtung Ri in die miteinander zu verbindenden Bauteile, um das Fügeelement Fi, F2 zu verarbeiten. Das Setzwerkzeug S weist zudem ein Zufuhrmodul Z auf. Das Zufuhrmodul Z umfasst mindestens einen ersten 30 und einen zweiten Zufuhrkanal 40, wobei auch mehr als zwei Zufuhrkanäle 30, 40 vorgesehen sein können. Die einzelnen Zufuhrkanäle 30, 40 dienen der Bereitstellung von an die Fügeaufgabe ange- passte Fügeelemente Fi, F2.
Eine Fügeaufgabe wird beispielsweise bestimmt durch eine Dicke oder die Matenalen der miteinander zu verbindenden Bauteile. Entsprechend werden 'für unterschiedliche Fügeaufgaben Fügeelemente Fi, F2 unterschiedlicher Dimensionen verwendet. Unter dem Begriff„Dimension" werden bevorzugt zusammen- gefasst: eine Länge eines Fügeelements Fi, F2, ein Schaftdurchmesser des Fügeelements und ein
Kopfdurchmesser des Fügeelements, um nur einige ausgewählte Geometrieparameter zur Charakterisierung eines Fügeelements Fi, F2 zu nennen.
Durch einen Zufuhrkanal 30, 40 werden jeweils Fügeelemente Fi ; F2 nur einer Dimension transportiert. Entsprechend ist ein Innendurchmesser und eine Gestalt des Innenquerschnitts des Zufuhrkanals 30; 40 an die Dimension des zu transportierenden Fügeelements Fi ; F2 angepasst.
Da jeder Zufuhrkanal 30; 40 an das jeweilige Fügeelement Fi; F2 angepasst ist, sind die mindestens zwei Zufuhrkanäle 30; 40 unterschiedlich aufgebaut. Entsprechend ist der Zufuhrkanal 30 ein Schlauch mit ei- nem 'I-förmigen Innenquerschnitt. In diesem Zufuhrkanal 30 werden Fügeelemente Fi mit Kopf und
Schaft, beispielsweise Stanzniete, kopfgeführt transportiert. Daraus folgt, dass die Fügeelemente Fi innerhalb des Zufuhrkanals 30 mit einer Längsachse quer zur Zufuhrrichtung Rz der Fügeelemente Fi angeordnet sind. Weiterhin bevorzugt ist der Zufuhrkanal 40 ein Rundschlauch oder Zufuhrkanal 40 mit kreisförmigem Innenquerschnitt. Diese Konfiguration des Zufuhrkanals 40 eignet sich für eine gestapelte Anordnung der Fügeelemente F2 in Zufuhrrichtung Rz innerhalb des Zufuhrkanals 40. Daher sind die Fügeelemente F2 vorzugsweise mit einer Längsachse parallel zur Zufuhrrichtung bzw. Transportrichtung Rz im Zufuhrkanal 40 angeordnet.
Das Zufuhrmodul Z umfasst neben den Zufuhrkanälen 30, 40 ein Aufnahmenest 50. Das Aufnahmenest
50 definiert einen Aufnahmeraum für ein einzelnes Fügeelement Fi; F2, egal welcher Dimension. Ein Ende der mehreren Zufuhrkanäle 30; 40 mündet in diesen Aufnahmeraum, um jeweils ein transportiertes Fügeelement Fi; F2 dem Aufnahmenest 50 zuzuführen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung umfasst das Setzwerkzeug S nur ein Aufnahmenest 50. Dieses einzelne Aufnahmenest 50 ist mit einer Mehrzahl von Zufuhrkanälen 30, 40, also mindestens zwei Zufuhrkanäle, verbunden. Dies ist in Figur 1 sehematisch dargestellt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung sind mindestens zwei Aufnahmenester 50 im Setzwerkzeug S vorgesehen, wie in Figur 2 angedeutet ist. In dieser Ausführungsfonn endet jeder der Zufuhrkanäle 30, 40 in einem eigenen Aufnahmenest. Entsprechend befindet sich beispielsweise ein Auf- nahmenest 50' direkt im Fügekanal 60, während das andere Aufnahmenest 50 angrenzend an den Fügekanal 60 und beabstandet zum Aufnahmenest 50' angeordnet ist (siehe Figur 2).
Das Aufhahmenest 50, 50' ist vorzugsweise derart angeordnet, dass ein in das Aufnahmenest 50 aufgenommenes Fügeelement Fi ; Fi bereits eine Fügeorientierung OF aufweist. Fügeorientierung OF bedeutet, dass das Fügeelement Fi; F? in dieser Fügeorientierung Op nur noch durch die Bewegung des Setzstem- pels 10 gesetzt werden muss, was lediglich eine Positionierung unter dem Setzstempel 10, im Setzkopf 20 oder im Fügekanal 60 erfordert. Diese Fügeorientierung OF hat den Vorteil, dass keine Neuorientierung und Drehung des Fügeelements Fi; F2 bis zum Setzen des Fügeelements Fi ; F2 erforderlich ist. Entsprechend ist bei einem Fügeelement Fi ; F2 in Fügeorientierung OF die Längsachse des Fügeelements Fi ; F2 parallel zur Fügerichtung Ri oder zur Längsachse des Fügekanals des Setzwerkzeugs S angeordnet. Dabei ist ein Kopf des Fügelements Fi; F2 stromaufwärts bezogen auf die Fügerichtung RF ausgerichtet.
Die Fügeelemente Fi; F2 sind in den Zufuhrkanälen 30; 40 bezogen auf die Zufuhrrichtung R/ zum Aufnahmenest 50 unterschiedlich orientiert, vorzugsweise im Stapel oder nebeneinander. Um die Fügeelemente Fi , F2 aus den Zufuhrkanälen 30, 40 in Fügeorientierung OF dem Aufnahmenest 50 zuzuführen, sind die Zufuhrkanäle 30, 40 bevorzugt folgendermaßen an das Aufnahmenest 50 gekoppelt. Der Zufuhrkanal 40, in dem die Fügeelemente Fi stapeiförmig transportiert werden, mündet in Fügerichtung RF bzw. in Fügeorientierung OF in das Aufnahmenest 50. Somit ist im Bereich der Kopplungsstelle zwischen Zufuhrkanal 40 und dem Aufnahmenest 50 die Längsrichtung des Zufuhrkanals 40 bzw. die im Zufuhrkanal 40 realisierte Transportrichtung Ry der Fügeelemente Fi parallel zur Fügerichtung RF bezogen auf das Aufnahmenest 50 angeordnet. In Bezug auf die bevorzugte Darstellung des Aufnahmenests 50 in Fig. 3 wird der Zufuhrkanal 40 an einer Oberseite an das Aufhahmenest 50 gekoppelt. In Analogie dazu ist es ebenfalls bevorzugt, den Zufuhrkanal 40 an der Unterseite des Aufnahmenests 50 anzuschließen. Dies setzt aber voraus, dass die Fügeelemente Fi im Zufuhrkanal 40 entgegengesetzt zu ihrer Fügerichtung gestapelt sind.
Vorzugsweise ist ein Stellglied 52 am kopfseitigen Eingang des Aufnahmenests 50 angeordnet. Dieses Stellglied 52 ist derart bewegbar, dass es gezielt den Zufuhrkanal 40 zum Aufnahmenest 50 öffnen und schließen kann. Gleiches ist natürlich auch an der Unterseite des Aufnahmenests 50 realisierbar. Der Zufuhrkanal 30, in dem die Fügeelemente F2 nebeneinander in paralleler Anordnung bzw. kopfgeführt transportiert werden, mündet senkrecht zur Fügerichtung RF bzw. senkrecht zur Fügeorientierung Op in das Aufnahmenest 50. Daraus folgt, dass im Kopplungsbereich zwischen Zufuhrkanal 30 und Aufhah- menest 50 die Längsachse des Zufuhrkanals 30 annähernd senkrecht zur Fügerichtung RF bezogen auf das Aufnahmenest 50 angeordnet ist. Entsprechend werden durch diese Anordnung des T-förmigen Zufuhrkanals 30 die Fügeelemente F2 seitlich oder von einer Rückseite, also senkrecht zur Fügeorientierung Op, in das Aufnahmenest 50 überführt. Auch hier ist vorzugsweise ein Stellglied 54 vorgesehen. Dieses verschließt oder öffnet gezielt die Verbindung zwischen Zufuhrkanal 30 und Aufnahmenest 50. Aus der obigen Beschreibung und der Anordnung des Aufnahmenests 50 in Bezug auf die Zufuhrkanäle 30, 40 folgt, dass das Aufnahmenest 50 eine Endposition für die angekoppelten Zufuhrkanäle 30, 40 bildet.
Um das im Aufnahmenest 50 angeordnete Fügeelement Fi, F2 setzen zu können, wird es vorzugsweise über einen Bereitstellungskanal in den Setzkopf 20 und/oder unter den Setzstempel 10 bewegt. Nach Erreichen dieser Position setzt der Setzstempel 10 das Fügeelement Fi ; F2 durch seine lineare Bewegung in Richtung der miteinander zu verbindenden Bauteile.
Figur 4 zeigt die bevorzugte Ausführung eines Schiebernests 70, das als Aufnahmenest dient. Figur 4a zeigt eine schematische Seitenansicht, während Figur 4b eine Draufsicht darstellt. Das Schiebernest 70 besteht vorzugsweise aus zwei Armen 72. Die Arme 72 sind schwenkbar befestigt, sodass sie eine federvorgespannte zangenartige Anordnung bilden. In dieser zangenartigen Anordnung 70 sind die Arme 72 aufeinander zu federvorgespannt, sodass ein Fügeelement Fi ; F2 dazwischen automatisch geklemmt oder gehalten werden würde. Die Pfeile in Figur 4b deuten die entsprechende Schwenkbewegung der Arme 72 an.
Die Arme 72 besitzen eine längliche Gestalt, in der der Schwenkpunkt 74 pro Arm 72 außermittig bezogen auf eine Längsachse positioniert ist. In jedem Arm 72 ist zudem an einer Innenseite eine Aussparung 76 vorgesehen, die einander gegenüber liegen. Die Kombination der Aussparungen 76 ist in ihrer Größe an ein aufzunehmendes Fügeelement Fi; F2 angepasst.
Bevorzugt bilden die einander gegenüberliegenden Aussparungen 76 das Aufnahmenest 50", in dem zumindest das Fügeelement Fi aufnehmbar ist. Dazu werden die Aussparungen 76 am Ende des Zu fuhrkanals 40 angeordnet, sodass ein zugeführtes Fügeelement Fi direkt im Aufnahmenest 50" aufgenommen wird. Das ankommende Fügeelement Fi drückt dabei die Anne 72 radial nach außen, um zwischen bzw. in den Aussparungen 76 geklemmt zu werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des zangenartigen Schiebemests 70 sind die zangenartig verbundenen Arme 72 gemeinsam verschiebbar gelagert. Vorzugsweise ist. das Schiebernest 70 linear unter den Setzstempel 10 verschiebbar bzw. allgemein bewegbar, bis die das Fügeelement Fi haltenden Aussparungen 76 unter dem Setzstempel 10 angeordnet sind. In dieser Positionierung erstreckt sich eine Fü- geachse mittig durch den Aufnahmeraum für Fügeelemente zwischen den Aussparungen 76, wie Figur 4b in Kombination mit dem Setzstempel 10 zeigt. Die Fügeachse ist als Strich-Punkt-Linie gezeichnet.
Die Darstellung der Arme 72 in gestrichelten Linien in Figur 4b veranschaulicht das Schiebernest 70 im verschobenen Zustand. Um das Schiebernest 70 zunächst im verschobenen Zustand unterhalb des Setz- stempeis 10 zu halten, ist ein lösbares Positioniermittel vorgesehen (nicht gezeigt). In dieser verschobenen Position des Schiebemests 70 setzt der Setzstempel 10 bevorzugt das Fügeelement F2, das zwischen den Armen 72 gehalten wird. Dazu bewegt sich der Setzstempel 10 entlang der Fügeachse in Fügerichtung RF zwischen den Aussparungen 76 hindurch, löst das geklemmte Fügeelement Fi und setzt es in die Bauteile (nicht gezeigt). Nachdem der Setzstempel 10 zurückgezogen worden ist, gibt das Positioniermit- tel das Schiebernest 70 frei, sodass es sich in die Ausgangsposition gemäß Figur 4a zurück bewegen kann.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform geben die Aussparungen 76 das geklemmte Fügeelement Fi innerhalb des Fügekanals 60 frei, noch, bevor der Setzstempel 10 das Fügeelement Fi in Füge- richtung Ri bewegt. Das freigegebene Fügeelement Fi wird innerhalb des Fügekanals 60 vorzugsweise durch eine Bremsstrecke, ein Sperrglied oder durch eine Verjüngung des Fügekanals in Fügerichtung gehalten. Nachdem das Schiebernest 70 in seine Ausgangsposition zurückbewegt worden ist, bewegt sich der Setzstempel 10 durch den Fügekanal 60 und setzt das Fügeelement Fi in die Bauteile (nicht gezeigt). Es ist ebenfalls bevorzugt, dass das Schiebernest 70 zunächst über eine Schwenkbewegung das Fügeelement Fi übernimmt. Mit dem geklemmten Fügeelement Fi kehrt es dann in seine Ausgangsposition gemäß Figur 4a zurück. Aus der Ausgangsposition wird das Fügeelement Fi über eine geradlinige
Bewegung der Position unter dem Setzstempel 10 zugeführt, wie oben beschrieben worden ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Schiebemests 70 sind die Arme 72 quer zu ihrer Längsrichtung um eine Strecke D beabstandet zueinander angeordnet. Der Abstand D ist größer als ein Schaftdurchmesser eines zuzuführenden Fügeelements F2, sodass kopfgeführte Fügeelemente F2 zwischen die Arme 72 in Richtung Aussparung 76 in das Aufnahmenest 50 eingeschossen oder eingeblasen werden können. Zu diesem Zweck ist bevorzugt der Ausgang des Zufuhrkanals 30 angrenzend an das Schieber- nest 70 und benachbart zu dem Schwenkpunkt 74 angeordnet. Wenn das Fügeelement F2 zwischen die
Arme 72 eingeschossen wird, kommt es in den Aussparungen 76 zum Halten. Dabei verhindert das Positioniermittel ein Rückprallen des Fügeelements F2 aus der Halteposition zwischen den Aussparungen 76. Es ist weiterhin bevorzugt, das Fügeelement F2 unterhalb oder oberhalb der Arme 72 dem Fügekanal 60 zuzuführen.
Nachfolgend wird das Schiebemest 70 mit den Armen 72 und dem Fügeelement F2 unter den Setzstempel 10 bewegt bzw. verschoben, um das Fügeelement F2 zu setzen (siehe oben). Somit ist das Schiebemest 70 bevorzugt als Aufnahmenest für Fügeelemente Fi nur einer Dimension oder für Fügeelemente Fi, F2 unterschiedlicher Dimensionen einsetzbar.
Figur 5 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Aufnahmenests 80 in Form eines schwenk- baren Blocks. Dieser Block 80 weist in seinem Inneren einen T-förmigen Kanal auf (siehe Figur 5 a), der entlang einer gedachten Verbindungslinie zwischen einem Schwenkpunkt 84 und einer Aufnahmeöffnung 82 verläuft. Dieser T- form ige Kanal ist mit dem Zufuhrkanal 30 verbunden und nimmt von dort ankommende Fügeelemente F2 auf. Diese Fügeelemente F2 werden in der Aufnahmeöffnung 82 gehalten und von dort unter den Setzstempel 10 zugeführt. Die Zufuhr unter den Setzstempel 10 erfolgt, durch eine ge- radlinige Bewegung und/oder eine Schwenkbewegung des Blocks. Danach ist der Setzstempel 10 oberhalb der Aufnahmeöffnung 82 angeordnet und die Fügeachse verläuft durch die Aufnahmeöffnung 82. Falls der Setzstempel 10 nicht durch die Aufnahmeöffnung 82 fügt, wird das Fügeelement F2 an den Setzkanal 60 übergeben und das Aufnahmenest 80 zurückgezogen. Es ist ebenfalls bevorzugt, das Aufnahmenest 80 um den Schwenkpunkt 84 zu verschwenken (siehe gestrichelte Linie). Mit dieser Schwenkbewegung wird die Aufnahmeöffnung 82 am Ausgang des Zufuhrkanals 40 positioniert, um Fügeelemente Fi aufzunehmen. Nach der Aufnahme des Fügeelements Fi in der Aufnahmeöffnung 82, wo es geklemmt gehalten wird, schwenkt das Aufnahmenest 80 zurück in seine Ausgangsposition (siehe durchgezogene Linie in Figur 5). Von dort wird das Aufnahmenest 80 linear un- ter den Setzstempel 10 bewegt oder unter den Setzstempel 10 verschwenkt. Es ist ebenfalls bevorzugt, das Aufnahmenest 80 mit dem aufgenommenen Fügeelement Fi direkt unter den Setzstempel 10 zu schwenken, und dann den Setzvorgang zu starten.
Figur 2 zeigt ein bevorzugtes Setzwerkzeug S, in dem für jeden Zufuhrkanal 30, 40 ein eigenes Aufnah- menest 50, 90 vorgesehen ist. So mündet der Zufuhrkanal 30 mit T-förmigem Innenquerschnitt über eine seitliche Öffnung in den Fügekanal 60. Der Zufuhrkanal 40 mit rundem Innenquerschnitt läuft in einem spitzen Winkel in den Fügekanal 60 ein. Da der Fügekanal 60 mit einer Bremsstrecke, einer federnden Verjüngung oder einem Sperrglied in Fügerichtung Ri ausgestattet ist, kommt das Fügeelement Fi aus dem Zufuhrkanal 40 automatisch zum Halten unterhalb des Stempels 60. Nach dieser Zufuhr des Fügeele- ments Fi wird das Fügeelement Fi durch den Setzstempel 10 gesetzt. Bezugnehmend auf Figur 2 sind bevorzugt, mindestens zwei Aufnahmenester 50, 90 vorgesehen. Das Aufnahmenest 50 setzt sich in einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform aus dem Schiebernest 70 gemäß Figur 4 oder aus dem Aufnahmenest 80 gemäß Figur 5 zusammen. Dies erlaubt, mindestens drei Zufuhrkanäle 30, 40 an das Setzwerkzeug S anzuschließen und damit drei unterschiedliche Fügeelemente Fi, P2 zuzuführen. Beachte, dass nur zwei Zufuhrkanäle 30, 40 in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind.
Im Rahmen des bevorzugten Zufuhrverfahrens für unterschiedlich dimensionierte Fügeelemente werden somit diese unterschiedlich dimensionierten Fügeelemente Fi ; F2 über getrennte Zufuhrkanäle 30; 40 einem gemeinsamen Aufnahmenest 50, 70, 80 und/oder mehreren Aufnahmenestern 50, 70, 80, 90 zuge- führt. Innerhalb der Zufuhrkanäle 30, 40 werden dazu die zu transportierenden Fügelemente Fi, F2 mittels Druckluft und/oder Schwerkraft oder einer Kombination von beiden oder mithilfe eines anderen bekannten Antriebsmediums bewegt.
Die unterschiedliche Orientierung der Fügelemente Fi, F2 in den mindestens zwei Zufuhrkanälen 30, 40 wird durch die gezielte Ankopplung der Zufuhrkanäle 30, 40 an das jeweilige Aufnahmenest 50, 70, 80, 90 und das Überführen der Fügeelemente Fi, F2 in das Aufnahmenest 50 in nur eine Fügeorientierung OF umgewandelt. Aufgrund dieser nach dem Zuführen der unterschiedlich dimensionierten Fügeelemente Fi, F2 vorliegenden einheitlichen Fügeorientierung OF der Fügeelemente Fi, F2 wird der auszuführende Setzvorgang vereinfacht und verkürzt. Nach dem Aufnehmen eines einzelnen Fügeelements Fr, F2 im Aufnah- menest 50, 70, 80, 90 wird dieses einzelne Fügeelement Fi; F2 bevorzugt an den Setzkopf 20 weitergeleitet oder ist bereits unter dem Setzstempel 10, um dann durch die Bewegung des Setzstempels 10 eine Verbindung herzustellen.
Die einzelne Übergabe der Fügeelemente Fi; F2 an den Setzkopf 20, den Fügekanal 60 oder unter den Setzstempel 10 erfolgt bevorzugt mithilfe der oben beschriebenen Stellglieder 52, 54 und/oder bewegbaren Aufnahmenester 70, 80. Es ist ebenfalls bevorzugt, ein Stellglied am Übergang zwischen dem Aufnahmenest 50 und dem Bereitstellungskanal vorzusehen. Dieses Stellglied (nicht gezeigt) stellt sicher, dass das im Aufnahmenest 50 befindliche Fügeelement Fi; F2 nur zu einem gewünschten Zeitpunkt das Aufnahmen est 50 verlässt und dem Setzkopf 20 zugeführt wird.
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Claims

Patentansprüche
1. Setzwerkzeug zum umformtechni sehen Fügen, das die folgenden Merkmale aufweist: einen Rahmen, einen am Rahmen vorgesehenen Antrieb, mit dem ein Stempel zum Herstellen einer Fügeverbindung linear bewegbar ist, ein Zufuhrmodul mit mindestens zwei Zufuhrkanälen, über die eine Mehrzahl von Fügeelementen unterschiedlicher Abmessungen einzeln einem Fügekanal eines Setzkopfs des Setzwerkzeugs zuführbar sind, wobei die mindestens zwei Zufuhrkanäle angepasst sind, um die
Fügeelemente in unterschiedlicher Orientierung im Vergleich zueinander innerhalb der Fügekanäle zu führen und wobei die Fügeelemente aus den mindestens zwei Zufuhrkanälen einzeln direkt in mindestens ein Aufnahmenest benachbart zum Setzkopf bewegbar sind, um dort in gleicher Orientierung im Vergleich zueinander angeordnet zu sein.
2. Setzwerkzeug gemäß Anspruch 1 , in dem zumindest einer der mindestens zwei Zuführkanäle ein Reservoir für eine Mehrzahl von Fügeelementen bildet oder mit einem Reservoir für Fügeelemente verbunden ist.
3. Setzwerkzeug gemäß Ansprach 2, das mindestens ein lösbares oder ein stationäres Magazin aufweist oder mit einem Vereinzeier für Fügeelemente zur Versorgung des Setzwerkzeugs über die mindestens zwei Zuführkanäle verbunden ist, um das jeweilige Reservoir zu bilden.
4. Setzwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem nur ein Aufnahmenest vorgesehen ist, das gleichzeitig eine Endposition für die mindestens zwei Zufuhrkanäle bildet, oder in dem mindestens zwei Aufnahmenester vorgesehen sind, die jeweils eine Endposition für die mindestens zwei Zufuhrkanäle bilden, von dem/denen aus die einzelnen Fügeelemente ohne Orientierungsänderung in den Setzkopf oder Fügekanal bewegbar sind.
5. Setzwerkzeug gemäß Anspruch 4, in dem eine Verbindung zwischen Aufnahmenest und Zufuhrkanal jeweils mithilfe eines Stellglieds gezielt trennbar und freigebbar ist, oder in dem das Aufnahmenest direkt im Setzkopf oder im Fügekanal angeordnet ist.
6. Setzwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das Aufnahmenest mit dem
Setzkopf oder dem Fügekanal über einen Bereitstellungskanal verbunden ist, der gezielt mithilfe eines Stellglieds blockierbar und freigebbar ist.
7. Setzwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem die Fügeelemente mithilfe von Druckluft und/oder Schwerkraft in den Zufuhrkanälen bewegbar sind.
8. Setzwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem der erste Zufuhrkanal einen runden Innenquerschnitt aufweist, in dem mindestens ein Fügeelement parallel zu seiner Längsachse bewegbar ist, und in dem der zweite Zufuhrkanal einen T-formigen Innenquerschnitt aufweist, in dem das mindestens eine Fügeelement senkrecht zu seiner Längsrichtung kopfgeführt bewegbar ist.
9. Setzwerkzeug gemäß Anspruch 8 in Kombination mit Anspruch 4, Alternative 1 , in dem ein Ende des Zufuhrkanals mit rundem Innenquerschnitt an einer Ober- oder Unterseite in das Aufnahmenest und ein Ende des Zufuhrkanals mit T-formigem Innenquerschnitt seitlich in das Aufnahmenest münden.
10. Setzwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in dem das mindestens eine Aufnahmenest mit dem Fügeelement in Fügerichtung unter den Stempel bewegbar, vorzugsweise verschiebbar, ist.
1 1. Setzwerkzeug gemäß Anspruch 10, in dem das Aufnahmenest ein Schiebernest mit zumindest zwei Federarmen aufweist, zwischen denen ein Fügeelement klemmend aufnehmbar und haltbar ist.
12. Setzwerkzeug gemäß einem der Ansprüche Ibis 9, in dem das Aufnahmenest schwenkbar ist, um durch eine Schwenkbewegung an einem Zufuhrkanal anzukoppeln oder von diesem gelöst zu werden.
13. Fertigungsanlage mit mindestens einem an einem Roboter befestigten Setzwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
14. Zufuhrverfahren für mindestens zwei unterschiedlich dimensionierte Fügelemente an einem Setzwerkzeug, insbesondere ein Setzwerkzeug gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, das die folgenden Schritte aufweist:
Zuführen mindestens eines ersten Fügeelements einer ersten Dimension über einen ersten Zufuhrkanal und mindestens eines zweiten Fügeelements einer zweiten Dimension über einen zweiten Zufuhrkaiial zu einem Aufnahmenest angrenzend an einen Setzkopf des Setzwerkzeugs, wobei das erste und das zweite Fügeelement in einer unterschiedlichen Orientierung im Vergleich zueinander im jeweiligen Zufuhrkanal bewegt werden,
Aufnehmen des ersten und des zweiten Fügeelements einzeln nacheinander in dem Aufnahmenest und direkt aus dem ersten und zweiten Zufuhrkanal in einer Zufuhrorientierung, sodass das jeweils zugeführte Fügeelement ohne Orientierungsänderung an einen Setzkopf des Setzwerkzeugs weiter bewegbar ist, und
Weiterleiten des ersten oder zweiten Fügeelements einzeln zum Setzkopf, um eine Fügeverbindung mit dem weitergeleiteten Fügeelement herstellen zu können.
15. Zufuhrverfahren gemäß Ansprach 14, in dem die Fügeelemente in den Zufuhrkanälen mittels Druckluft und/oder Schwerkraft bewegt, werden.
16. Zufuhrverfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, mit dem weiteren Schritt:
Verschließen und Freigeben des mindestens einen Aufnahrnenests in Richtung Setzkopf mit einem ersten Sperrglied und/oder
Verschließen und Freigeben mindestens eines Zufuhrkanals mit einem zweiten Sperrglied, um gezielt Fügeelemente aus dem ersten oder dem zweiten Zufuhrkanal dem Aufnahmenest zuzuführen.
17. Zufuhrverfahren gemäß Anspruch 14, 15 oder 16, mit dem weiteren Schritt:
Verschieben und/oder Verschwenken des mindestens einen Aufnahmenests zur Aufnahme und/oder Übergabe eines Fügeelements.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018210362A1 (de) * 2018-06-26 2020-01-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Setzwerkzeug zum Setzen wenigstens eines Formkörpers auf ein Werkstück

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59192431A (ja) * 1983-04-13 1984-10-31 Trio Kenwood Corp 自動ビス締め機におけるビス供給装置
DE3447006A1 (de) 1983-12-21 1985-07-11 Profil-Verbindungstechnik Gmbh & Co Kg, 6382 Friedrichsdorf Befestigungselement mit stanz- und nietverhalten, anbringverfahren und werkzeuge zum anbringen
US4620656A (en) 1983-04-11 1986-11-04 Herbert L. Engineering Corp. Automatic rivet-feeding system for reliable delivery of plural rivet sizes
DD241875A1 (de) 1985-10-18 1987-01-07 Komb Fortsch Landmaschinen Veb Einrichtung zum zu- und einfuehren von nieten
WO2000047350A1 (en) 1999-02-12 2000-08-17 Henrob Limited Fastener delivery apparatus
DE102009019130A1 (de) * 2009-04-29 2010-11-04 Newfrey Llc, Newark Fügekopfanordnung und Fügeverfahren
DE102009024433A1 (de) 2009-06-05 2010-12-09 Newfrey Llc, Newark Vereinzelungsschieber für eine Vorrichtung zum Zuführen eines Verbindungselements
US20130272804A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg Device for supplying securing elements
US9027220B2 (en) 2012-08-07 2015-05-12 Newfrey Llc Rivet setting machine
CN104625360A (zh) * 2014-12-14 2015-05-20 王金领 具有多工位供料的螺柱焊机的自动供料装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9816796D0 (en) * 1998-08-03 1998-09-30 Henrob Ltd Improvements in or relating to fastening machines
JP6134270B2 (ja) * 2011-01-18 2017-05-24 レオニ カーベル ゲーエムベーハー 接続要素を処理ユニットに自動送給するための装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4620656A (en) 1983-04-11 1986-11-04 Herbert L. Engineering Corp. Automatic rivet-feeding system for reliable delivery of plural rivet sizes
JPS59192431A (ja) * 1983-04-13 1984-10-31 Trio Kenwood Corp 自動ビス締め機におけるビス供給装置
DE3447006A1 (de) 1983-12-21 1985-07-11 Profil-Verbindungstechnik Gmbh & Co Kg, 6382 Friedrichsdorf Befestigungselement mit stanz- und nietverhalten, anbringverfahren und werkzeuge zum anbringen
DD241875A1 (de) 1985-10-18 1987-01-07 Komb Fortsch Landmaschinen Veb Einrichtung zum zu- und einfuehren von nieten
WO2000047350A1 (en) 1999-02-12 2000-08-17 Henrob Limited Fastener delivery apparatus
DE102009019130A1 (de) * 2009-04-29 2010-11-04 Newfrey Llc, Newark Fügekopfanordnung und Fügeverfahren
DE102009024433A1 (de) 2009-06-05 2010-12-09 Newfrey Llc, Newark Vereinzelungsschieber für eine Vorrichtung zum Zuführen eines Verbindungselements
US20130272804A1 (en) * 2012-04-16 2013-10-17 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co Kg Device for supplying securing elements
US9027220B2 (en) 2012-08-07 2015-05-12 Newfrey Llc Rivet setting machine
CN104625360A (zh) * 2014-12-14 2015-05-20 王金领 具有多工位供料的螺柱焊机的自动供料装置

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