AT517436A1 - Vorrichtung und Verfahren zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsätzen in Bauteilen - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung (1) zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsätzen (2) in Bauteilen (3) angegeben. Die Vorrichtung (1) umfasst eine Schraubvorrichtung (4) zum Eindrehen des Gewindeeinsatzes (2) in eine Gewindebohrung (5) des bereitgestellten Bauteils (3) mithilfe eines Mitnehmerzapfens (6) am Gewindeeinsatz (2). Weiterhin weist die Vorrichtung (1) eine Schlagvorrichtung (7) zum Abtrennen des besagten Mitnehmerzapfens (6) auf, sowie einen Magneten (8) zum Entnehmen des abgetrennten Mitnehmerzapfens (6) aus der Gewindebohrung (5). Des Weiteren wird ein Betriebsverfahren für die vorgestellte Vorrichtung (1) angegeben.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsåtzen in Bauteilen, welche eine Schraubvorrichtung zum Eindrehen des Gewindeeinsatzes in eine Gewindebohrung des bereitgestellten Bauteils mithilfe eines Mitnehmerzapfens am Gewindeeinsatz aufweist und eine Schlagvorrichtung zum Abtrennen des besagten Mitnehmerzapfens. Zudem betrifft die Erfindung ei-nen Gelenkachsroboter mit einer solchen Vorrichtung. Sch^lich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsåtzen in Bauteile, bei dem ein Bauteil bereitgestellt wird, das wenigstens eine Gewindebohrung aufweist, ein Gewindeeinsatz mithilfe eines Mitnehmerzapfens am Gewindeeinsatz in die Gewindebohrung eingedreht wird und der besagte Mitnehmerzapfen abgetrennt wird.

Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren sind aus dem Stand der Tech-nik grundsåtzlich bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 10 2013 222 455 A1 dazu ein Verfahren zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsåtzen in Bauteilen, bei dem ein Bauteil, das wenigstens eine Gewindebohrung aufweist, an einem automatisierten Montageplatz einer Montagezelle bereitgestellt wird. In ei-nem weiteren Schritt werden Gewindeeinsåtze an eine Einzelentnahmestelle zu-gefQhrt und dort durch ein Werkzeug eines automatisch angesteuerten Industrie-roboters aufgenommen. Sodann wird der Gewindeeinsatz vom Industrieroboter in die Gewindebohrung des Bauteils eingedreht und ein Mitnehmerzapfen des Gewindeeinsatzes gegebenenfalls abgebrochen.

Die in der DE 10 2013 222 455 A1 verwendeten Gewindeeinsåtze bestehen aus spiralformig gewendeltem Profildraht, welcher an einem Ende zur Mitte hingebo-gen ist, urn den besagten Mitnehmerzapfen bereitzustellen. Diese Art der Gewin- deeinsåtze sind beispielsweise unter dem Handelsnamen Helicoil bekannt und werden unter anderem dazu eingesetzt, widerstandfåhige Gewinde in Aluminium-bauteilen bereitzustellen. Der Profildraht besteht dabei in aller Regel aus Stahl, insbesondere aus Edelstahl, und wird in eine Gewindebohrung im Aluminiumbau-teil eingedreht. Durch die besondere Bauform wird das Risiko eines Bruchs der Gewindeflanken deutlich reduziert.

Gem^ DE 10 2013 222 455 A1 kann ein aufdem Boden einer Sackbohrung nach innen abgeschlagener Mitnehmerzapfen durch automatisiertes Wenden des Bau-teils entfernt werden, indem der Mitnehmerzapfen mitteis Schwerkraft aus der nach unten weisenden Offnung der Gewindebohrung herausfallen kann. Insbesondere die Fertigung schwerer und/oder voluminoser/sperriger Bauteile wird dadurch aber wesentlich erschwert, da diese nur unter betråchtlichem technischen Aufwand gedreht werden konnen. Zudem ist eine LJberpmfung, ob die abgetrenn-ten Mitnehmerzapfen aus allen Gewindebohrungen herausfallen, schwer bis un-moglich. Werden beispielsweise zwanzig Gewindebohrungen mit Gewindeeinsåt-zen ausgestattet, aber beim Herausfallen nur neunzehn gezåhlt, so ist das Fest-stellen, an welcher Gewindebohrung nachgearbeitet werden muss, åufterst mOh-sam. Dies trifft im Speziellen auf Bauteile zu, die per Hand nicht oder nur sehr schwer manipuliert werden konnen.

Gemåft DE 10 2013 222 455 A1 kann der abgetrennte Mitnehmerzapfen alternativ auch durch Ausblasen mitteis eines vom Industrieroboter gefOhrten Druckluftwerk-zeugs, welches als DruckluftdOse ausgebildet sein kann, aus der Gewindebohrung entfernt werden. Problematisch ist dabei, dass die DruckluftdOse bis zum Grund des Sacklochs gefOhrt werden muss, um eine wirkungsvolle Stromung zu erzeu-gen. Allerdings behindert die DruckluftdOse dann den Weg des abgetrennten Mit-nehmerzapfens. Wird die DruckluftdOse ηυΓθυββη angehalten, entsteht keine wirkungsvolle Stromung im Sackloch und die Wahrscheinlichkeit, dass ein abgetrenn-ter Mitnehmerzapfen im Gewindeloch verbleibt, ist relativ grc^, mit den oben be-schriebenen Folgen einer langwierigen und mOhsamen Fehlersuche.

Als weitere Moglichkeit offenbart die DE 10 2013 222 455 A1, den (noch mit dem Gewindeeinsatz verbundenen) Mitnehmerzapfen durch ein geeignetes Greifwerk- zeug zu ergreifen und durch eine Zugbewegung durch den Industrieroboter aus der Gewindebohrung herauszuziehen, wobei der Mitnehmerzapfen aufgrund der Zugbewegung von dem Gewindeeinsatz abgerissen wird. Insbesondere bei kleine-ren Durchmessern der Gewindebohrungen ist ein sicheres Α^βΐββη des Mitneh-merzapfens fragiich, beziehungsweise kann ein entsprechend fragil ausgefiihrter Greifer den hohen Belastungen nicht lange standhalten und muss dann gewartet oder getauscht werden.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsåtzen in Bauteilen anzugeben. Insbesondere sollen die abgetrennten Mitnehmerzapfen der Gewindeeinsåtze in beliebiger Lage der Gewindebohrung und mit hoher Sicherheit entfernt werden konnen.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelost, zusåtzlich umfassend einen Magneten zum Entnehmen des abgetrennten Mitnehmerzapfens aus der Gewindebohrung.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch mit einem Gelenkachsroboter oder Industrieroboter gelost, welcher eine Vorrichtung der genannten Art aufweist.

Die Aufgabe der Erfindung wird schlieBlich auch mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelost, bei dem der abgetrennte Mitnehmerzapfen mit Hilfe eines Magneten aus der Gewindebohrung entnommen wird.

Durch die vorgeschlagenen Malinahmen entfållt ein Eindrehen des Gewindeein-satzes in einer Kopfiiber-Lage respektive eine Drehung des Bauteils in diese Lage nach dem Eindrehen des Gewindeeinsatzes. Stattdessen kann das Eindrehen des Gewindeeinsatzes und das Entnehmen des abgetrennten Mitnehmerzapfens aus der Gewindebohrung in beliebiger Lage erfolgen, wodurch insbesondere die Ferti-gung schwerer und/oder voluminoser/sperriger Bauteile erleichtert wird. Auch auf einen fragilen Greifer oder das wenig prozesssichere Ausblasen des Mitnehmerzapfens kann verzichtet werden. Wird die vorgestellte Vorrichtung an einem

Gelenkachsroboter oder Industrieroboter montiert, konnen hochautomatisierte Fer-tigungsvorgånge ausgefuhrt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nun aus den Unteranspriichen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.

Giinstig ist es, wenn der Magnet als Permanentmagnet ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich ein vergleichsweise einfacher Aufbau der Vorrichtung zum automati-sierten Montieren von Gewindeeinsåtzen.

Giinstig ist es aber auch, wenn der Magnet als Elektromagnet ausgebildet ist. Dadurch kann das Magnetfeld ein- und ausgeschaltet werden. Besonders vorteil-haft ist es zudem, wenn zum Halten des Mitnehmerzapfens ein unipolares Magnetfeld an den als Elektromagnet ausgebildeten Magneten angelegt wird und zum Loslassen des Mitnehmerzapfens ein Wechselfeld an den Magneten angelegt wird. Dadurch wird eine Magnetisierung des Magneten und/oderan einem in ma-gentischer Wirkverbindung stehenden Bauteil abgebaut. Das Loslassen des abge-trennten Mitnehmerzapfens gelingt auf diese Weise noch besser.

Besonders giinstig ist es auch, wenn der Magnet als Kombination eines Permanentmagneten und eines Elektromagneten ausgebildet ist. Durch kurzzeitige Bestromung des Elektromagneten kann dem Feid des Permanentmagneten ein temporåres Feid iiberlagert werden, welches das Feid des Permanentmagneten neutralisiert. Dadurch kann der Stromverbrauch der Vorrichtung reduziert werden, da der Elektromagnet im Prinzip nur kurz wåhrend eines Entsorgungsvorgangs, also beim Loslassen des abgetrennten Mitnehmerzapfens angesteuert werden braucht.

Gunstig ist es auch, wenn ein aus Edelstahl und/oder aus austenitischem Stahl bestehender Gewindeeinsatz in die Gewindebohrung eingedreht wird. Austeniti-scher Stahl ist generell nicht magnetisch. Dasselbe gilt fur austenitischen Edelstahl, der ebenfalls nicht magnetisch ist. Daneben existiert auch ferritischer Edelstahl, der gering magnetisch ist. Gewindeeinsåtze werden wegen den rosthem- menden Eigenschaften håufig aus Edelstahl gefertigt, insbesondere aus nicht magnetischem, austenitischem Stahl. Dies låsst an sich vermuten, dass der abge-trennte Mitnehmerzapfen nicht mit Hilfe eines Magneten aus der Gewindebohrung entnommen werden kann. Allerdings haben Versuche uberraschenderweise erge-ben, dass der an sich nicht magnetische Stahl durch die Umformung partiell mag-netisch wird. Im Besonderen trifft dies auf den relativ scharfen Knick des Mitneh-merzapfens zu, an dem der spiralformige Verlauf des Drahts in ein gerades Stuck ubergeht, das radial nach innen gebogen ist. Dieses Phånomen macht sich die Erfindung zu Nutze, sodass nicht nurferritische Mitnehmerzapfen aus der Gewindebohrung entnommen werden konnen, sondern auch austenitische.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Schlagvorrichtung einen bewegbaren Stos-sel/Brecher zum Abtrennen des besagten Mitnehmerzapfens aufweist, welcher mit dem Magneten wirkverbunden ist. Beispielsweise kann der Magnet direkt auf dem Stossel/Brecher angeordnet sein. Der Magnet kann auch eine Durchgangsboh-rung aufweisen, durch welche der Stossel/Brecher hindurch gefiihrt ist, wodurch der Stossel/Brecher gegenuber dem Magneten bewegt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Stossel/Brecher aus weichmagnetischem Material besteht. Auf diese Weise kann das vom Magneten erzeugte Magnetfeld gut durch den Stossel/Brecher hindurch bis zum Aufnahmebereich fur den abge-trennten Mitnehmerzapfen geleitet werden.

Vorteilhaft weist die Vorrichtung zum automatisierten Montieren von Gewindeein-såtzen damber hinaus eine im Bereich der Schlagvorrichtung wirkende Absauge-einrichtung auf. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn der abgetrennte Mitnehmerzapfen nach der Entnahme aus der Gewindebohrung abgesaugt wird. Dadurch kann der abgetrennte Mitnehmerzapfen rasch und sicher aus dem Bereich der Gewindebohrung entfernt werden. Dadurch, dass der Absaugevorgang im Wesentlichen θυββΓίΐθ^ der Gewindebohrung ausgefuhrt wird, kann Luft hinter dem abgetrennten Mitnehmerzapfen nachstromen und diesen in der Luftstromung ιτιίίΓβίββη.

Vorteilhaft ist es in obigem Zusammenhang, wenn das Magnetfeld wåhrend des Absaugevorgangs ausgeschaltet wird oder ein Wechselfeld an den Magneten an-gelegt wird. Durch diese Maftnahmen kann die Absaugung verbessert werden, insbesondere wenn die Haltekraft des Magneten relativ hoch ist. Neben dem ein-fachen Ausschalten kann auch vorgesehen sein, dass ein Wechselfeld an den Magneten angelegt wird, um eine Magnetisierung des Magneten und/oder an ei-nem in magentischer Wirkverbindung stehenden Bauteil abzubauen.

Giinstig ist es damber hinaus, wenn die Absaugeeinrichtung einen Ejek-tor/Volumenstromverstårker mit einem Druckluftanschluss aufweist, und der Ejek-tor/Volumenstromverstårker saugseitig mit einem Aufnahmebereich der Schlag-vorrichtung verbunden ist. Auf diese Weise kommt die Saugvorrichtung praktisch ohne bewegte Teile aus, wodurch diese sehr robust ist und die sich mit hoher Ge-schwindigkeit bewegenden Mitnehmerzapfen in der Absaugeeinrichtung keinen oder nur geringen Schaden anrichten konnen. Ein Volumenstromverstårker ist beispielsweise bei der Firma www.smc.eu erhåltlich.

Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die Vorrichtung zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsåtzen einen im Bereich einer Entsorgungsrohrleitung der Absaugeeinrichtung angeordneten Metalldetektor aufweist. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn das Absaugen des abgetrennten Mitnehmerzapfens mit Hilfe eines Sensors uberwacht wird, welcher im Bereich einer Entsorgungsrohrleitung angeordnet ist. Dadurch kann Qberpmft werden, ob der abgetrennte Mitnehmerzapfen tatsåchlich aus der Gewindebohrung entfernt wurde. Bei Bedarf kann der Entnahmevorgang wiederholt werden und/oder ein Alarm ausgelost werden. Gegebenenfalls kann die Detektion eines Mitnehmerzapfens auch die (Re)aktivierung des Magneten auslosen, wenn dieser wåhrend des Absaugevorgangs ausgeschaltet wurde.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorgestellten Vorrichtung weist die Schlagvorrichtung einen beweglichen Stossel/Brecher auf, sowie einen mit diesem Stossel/Brecher verbundenen Pneumatikzyl inder. Mit Hilfedes Pneuma-tikzylinders konnen relativ harte Schlåge ausgefdhrt werden, mit deren Hilfe der Mitnehmerzapfen sichervom Gewindeeinsatz getrennt werden kann.

In einer besonders vorteilhaften AusfQhrungsform ist eine Verschiebemechanik vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, den Pneumatikzylinder entlang der Be-wegungsrichtung des Stossels/Brechers zu verschieben. Auf diese Weise kann die Position des Stossels/Brechers wåhrend der AusfQhrung eines Schlags an die Tiefe der Gewindebohrung angepasst werden. Beispielsweise kann die Schlagvor-richtung so eingestellt werden, dass die maximale Schlagkraft im Bereich des Mit-nehmerzapfens erreicht wird und/oder so, dass der Stossel/Brecher nicht bis zum Grund des Sacklochs durchschlågt sondern unter Bemcksichtigung der Dicke des abgetrennten Mitnehmerzapfens rechtzeitig vor dem Grund des Sacklochs anhålt. Der Motor zur Verschiebemechanik kann relativ leistungsschwach ausgefQhrt werden, da mit diesem ja keine Schlåge ausgefQhrt werden miissen. Beispielsweise kann der Antrieb durch einen Getriebemotor mit einer Gewindespindel gebildet sein. GQnstig ist es auch, wenn eine ZufQhrvorrichtung fQr die ZufQhrung der Gewinde-einsåtze vorgesehen ist. Beispielsweise kann die ZufQhrvorrichtung durch einen Antrieb fur einen Gurt ausgebildet sein, auf dem die Gewindeeinsåtze befestigt sind. Denkbar ware beispielsweise auch ein motorisch angetriebenes, karussellar-tiges Magazin, in dem mehrere zu verbauende Gewindeeinsåtze aufgenommen werden konnen. GQnstig ist es auch, wenn die ZufQhrung der Gewindeeinsåtze -åhnlich wie bei einem Rohrpostsystem - Qber ein Schlauchsystem und Druckluft erfolgt. βοΙιΙίββΙίοΐΊ ist es auch von Vorteil, wenn die Schraubvorrichtung und die Schlag-vorrichtung auf einer Drehplatte angeordnet sind, die drehbar in einer Grundplatte gelagert ist. Auf diese Weise konnen die Schraubvorrichtung und die Schlagvor-richtung durch Drehung der Drehplatte abwechselnd in den Bereich der Gewindebohrung gebracht werden. Durch die Bauweise wird also ein Revolverkopf verwirk-licht.

An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die zu der vorgestellten Vorrichtung offenbarten AusfQhrungsformen und die daraus resultierenden Vorteile gleicher-ιτοββη auf das vorgestellte Verfahren beziehen und umgekehrt.

Zum besseren Verståndnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren nåher erlåutert.

Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:

Fig. 1 eine beispielhafte und schematisch dargestellte Vorrichtung zum auto-matisierten Montieren von Gewindeeinsåtzen;

Fig. 2 die Schlagvorrichtung und Absaugeeinrichtung der Vorrichtung aus Fig. 1 im Detail und

Fig. 3 eine an einem Gelenkarmroboter beziehungsweise Industrieroboter montierte Vorrichtung zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsåtzen.

Einfiihrend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausfiih-rungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbe-zeichnungen versehen werden, wobei die in dergesamten Beschreibung enthal-tenen Offenbarungen sinngerr^ auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen åbertragen werden konnen. Auch sind die in der Beschreibung gewåhlten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und bei einer La-geånderung sinngerr^ auf die neue Lage zu åbertragen.

Fig. 1 zeigt eine beispielhaft dargestellte Vorrichtung 1 zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsåtzen 2 in Bauteilen 3 in Seitenansicht, die Fig. 2 den in der Fig. 1 angegebenen Schnitt AA. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Schraubvor-richtung 4 zum Eindrehen des Gewindeeinsatzes 2 in eine Gewindebohrung 5 des bereitgestellten Bauteils 3 mithilfe eines Mitnehmerzapfens 6 am Gewindeein-satz 2 und eine Schlagvorrichtung 7 zum Abtrennen des besagten Mitnehmerzapfens 6. Die Vorrichtung 1 umfasst dariiber hinaus einen Magneten 8 zum Entneh-men des abgetrennten Mitnehmerzapfens 6 aus der Gewindebohrung 5.

Bei der vorgestellten Vorrichtung 1 weist die Schlagvorrichtung 7 einen bewegba-ren Stossel/Brecher 9 zum Abtrennen des besagten Mitnehmerzapfens 6 auf, wel- cher mit dem Magneten 8 wirkverbunden ist. In dem konkreten Beispiel wird an-genommen, dass der Magnet 8 direkt auf dem Stossel/Brecher 9 montiert ist und somit bei einer linearen Bewegung des Stossels/Brechers 9 mit bewegt wird. Der Magnet 8 kann aber auch eine (g^ere) Durchgangsbohrung aufweisen, durch welche der Stossel/Brecher 9 hindurch gefiihrt ist, wodurch der Stossel/Brecher 9 gegeniiber dem Magneten 8 bewegt werden kann. Der Magnet 8 bleibt dann wåh-rend der Bewegung des Stossels/Brechers 9 an seiner Position. In beiden Fallen wird das vom Magneten 8 erzeugte Magnetfeld an die Spitze respektive an den Aufnahmebereich 10 des Stossels/Brechers 9 geleitet, da der Stossel/Brecher 9 als Joch wirkt. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn der Stossel/Brecher 9 aus weichmagnetischem Material besteht. Auf diese Weise kann das vom Magneten 8 erzeugte Magnetfeld besonders gut bis zum Aufnahmebereich 10 flir den abgetrennten Mitnehmerzapfen 6 geleitet werden.

Der Magnet 8 ist in diesem Beispiel als Elektromagnet ausgebildet, wodurch das Magnetfeld ein- und ausgeschaltet werden kann, beziehungsweise unipolare und bipolare Magnetfelder erzeugt werden konnen. Denkbar ist aber natiirlich auch, dass der Magnet 8 als Permanentmagnet ausgebildet ist. Dadurch ergibt sich ein vergleichsweise einfacher Aufbau der Vorrichtung 1.

Denkbar ist weiterhin, dass der Magnet 8 als Kombination eines Permanentmagneten und eines Elektromagneten ausgebildet ist. Durch kurzzeitige Bestromung des Elektromagneten kann dem Feid des Permanentmagneten ein temporåres Feid iiberlagert werden, welches das Feid des Permanentmagneten neutralisiert. Dadurch kann der Stromverbrauch der Vorrichtung 1 reduziert werden, da der Elektromagnet im Prinzip nur kurz zum Abwerfen des abgetrennten Mitneh-merzapfens 6 aktiviert werden braucht.

Zur Ausfiihrung eines Schlags umfasst die Schlagvorrichtung 7 einen mit dem Stossel/Brecher 9 verbundenen Pneumatikzylinder 11. Mit Hilfe des Pneumatikzy-linders 11 konnen relativ harte Schlåge ausgefuhrt werden, mit deren Hilfe der Mitnehmerzapfen 6 sicher vom Gewindeeinsatz 2 getrennt werden kann. Fijr die Riickfiihrung des Stossels/Brechers 9 ist in diesem Beispiel eine Feder 12 vorge-sehen. Denkbar ist natiirlich auch, dass der Stossel/Brecher 9 auf andere Weise mckgefiihrt wird, beispielsweise indem der Pneumatikzylinder 11 doppeltwirkend ausgefiihrt wird.

Schlieftlich weist die Vorrichtung 1 eine im Bereich der Schlagvorrichtung 7 wir-kende Absaugeeinrichtung 13 auf. In den Figuren 1 und 2 ist eine Entsorgungs-rohrleitung 14 der Absaugeinrichtung 13, ein auf der Entsorgungsrohrleitung 14 angeordneter Metalldetektor 15, sowie ein mit der Entsorgungsrohrleitung 14 verbundener Unterdruckerzeuger 16 dargestellt. Die Absaugeeinrichtung 13 miindet saugseitig in ein Kopfstdck 17, durch welches auch der Stossel/Brecher 9 gefiihrt ist. Die Entsorgungsrohrleitung 14 fiihrt weiterhin zu einem Entsorgungsbehålter (nicht dargestellt).

In dem dargestellten Beispiel ist der Unterdruckerzeuger 16 als Ejektor bezie-hungsweise Volumenstromverstårker ausgefiihrt und weist einen Druckluftan-schluss 18 auf. Der Unterdruckerzeuger kann aber beispielsweise auch als Saug-ventilator ausgefiihrt und insbesondere nahe dem Entsorgungsbehålter angeord-net sein. In diesem Fall wirkt der dargestellte Teil der Entsorgungsrohrleitung 14 als Saugleitung. Sitzt der Unterdruckerzeuger, wie dargestellt, im Bereich des Stossels/Brechers 9, so wirkt die Entsorgungsrohrleitung 14 als Druckleitung. Le-diglich der in Stromungsrichtung vor dem Druckluftanschluss 18 liegende Teil wirkt ansaugend.

Wird, wie im vorliegenden Beispiel, ein EjektorA/olumenstromverstårker 16 vorge-sehen, kommt die Absaugeeinrichtung 13 praktisch ohne bewegte Teile aus, wodurch diese sehr robust ist und die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen-den Mitnehmerzapfen 6 in der Absaugeeinrichtung 13 keinen oder nur geringen Schaden anrichten konnen.

SchlieBlich umfasst die Vorrichtung 1 einen pneumatischen Verstell-/Andruckzylinder 19, mit dem die Schraubvorrichtung 4 und die Schlagvorrichtung 7 axial verschoben werden kann.

Die Funktion der dargestellten Vorrichtung 1 ist nun wie folgt:

Mit Hilfe der Schraubvorrichtung 4 wird der Gewindeeinsatz 6 in die Gewindeboh-rung 5 eingedreht. Der Vorgang ist an sich bekannt, beispielsweise aus der DE 10 2013 222 455 A1, und wird daher nicht im Detail erlåutert. In einem nåchs-ten Schritt wird der Mitnehmerzapfen 6, welcher der Schraubvorrichtung 4 flir die formschIOssige Clbertragung der Drehbewegung dient, vom Gewindeeinsatz 6 ab-getrennt. Dazu wird die Schlagvorrichtung 7 Ober der Gewindebohrung 5 positio-niert und mit Hilfe des Verstell-/Andruckzylinders 19 auf dem Bauteil 3 aufge-setzt (beachte: in der Fig. 2 ist die Schlagvorrichtung 7 respektive das Kopf-stOck 17 noch nicht auf dem Bauteil 3 aufgesetzt). In Folge wird mit dem Pneuma-tikzylinder 11 ein Schlag ausgefOhrt. Bei diesem Schlag wird der Stos-sel/Brecher 9 in die Gewindebohrung 5 hinein bewegt, bis er auf den Mitnehmerzapfen 6 trifft und diesen abtrennt.

In dem vorgestellten Beispiel erfolgt die Verstellung der Schlagvorrichtung 7 pneumatisch mit dem Verstell-/Andruckzylinder 19. Vorteilhaft konnen Positionie-rungsfehler beim Aufsetzen auf das Bauteil 3 auf diese Weise gut ausgeglichen werden, da der Verstell-/Andruckzylinder 19 auch als Luftfeder wirkt und das Kopfstuck 7 mit mehr oder minder konstanter Kraft auf das Bauteil 3 driickt. Selbstverståndlich kann aber auch ein anderer Antrieb fiir die genannte Verstellung vorgesehen sein, beispielsweise ein elektrischer oder hydraulischer Antrieb. Die genannte Verstellung kann auch komplett entfallen. Das Aufsetzen des Kopf-stiicks 17 auf das Bauteil 3 wird dann beispielsweise (nur) vom Antrieb eines Roboters besorgt (vergleiche auch Fig. 3). Selbstverståndlich kann der Verstell-/Andruckzylinder 19 aber auch in Kombination mit einem Roboter eingesetzt werden.

In einem weiteren Schritt wird der abgetrennte Mitnehmerzapfen 6 mit dem Stos-sel/Brecher 9 aus der Gewindebohrung 5 herausgehoben. Das vom Magneten 8 erzeugte Magnetfeld wird dabei durch den långiichen Teil des Stossel/Brecher 9 hindurch bis zum Aufnahmebereich 10 geleitet, wodurch der abgetrennte Mitnehmerzapfen 6 am Stossel/Brecher 9 haften bleibt.

Sobald der abgetrennte Mitnehmerzapfen 6 nach der Entnahme aus der Gewindebohrung 5 in die Luftstromung der Absaugeeinrichtung 13 geråt, wird dieser in die Entsorgungsrohrleitung 14 eingesaugt. Dadurch kann der abgetrennte Mit-nehmerzapfen 6 rasch und sicher aus dem Bereich der Gewindebohrung 5 ent-fernt werden. Zur Unterstiitzung dieses Vorgangs kann der Magnet 8 kurz ausge-schaltet werden, um die Haftkraft des Mitnehmerzapfens am Stossel/Brecher 9 zu vermindern. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass ein Wechselfeld an den Magneten 8 angelegt wird, um eine Magnetisierung des Magneten und/oder des Stossels/Brechers 9 abzubauen.

Die korrekte Absaugung des abgetrennten Mitnehmerzapfens 6 wird mit Hilfe des Sensors/Metalldetektors 15 uberwacht. Bei Bedarf kann der Entnahmevorgang wiederholt werden und/oder ein Alarm ausgelost werden. Gegebenenfalls kann die Detektion des Mitnehmerzapfens 6 auch die (Re)aktivierung des Magneten 8 aus-losen, wenn dieserfurden Absaugevorgang ausgeschaltet wurde.

Generell istfestzuhalten, dass die Absaugeeinrichtung 13 permanent in Betrieb sein kann, oder nur bei Bedarf, das Ιιβίβί wenn sich der Stossel/Brecher 9 in seiner oberen Position befindet. 1st die Absaugeeinrichtung 13 ståndig in Betrieb, so ist es von Vorteil, wenn die Kolbenstange des Stossels/Brechers 9 hohlgebohrt und mit einer Offnung 20 verbunden ist. Auf diese Weise kann Ober die Off-nung 20 und die Bohrung im Stossel/Brecher 9 Falschluft nachstromen, wenn die Schlagvorrichtung 7 auf dem Bauteil 3 aufgesetzt ist. Grundsåtzlich ist es aber auch moglich, dass uber die Offnung 20 Luft abgesaugt und so die Haftung des abgetrennten Mitnehmerzapfens 6 auf dem Stossel/Brecher 9 verbessert wird. In diesem Fall stromt Luft Ober den Spalt zwischen dem KopfstOck 17 und dem Bauteil 3 nach. Die oben vorgeschlagene, intermittierende Betriebsweise bietet sich insbesondere bei Verwendung eines Ejektors/Volumenstromverstårkers 16 an, da dieser durch Offnen eines Ventils in der Druckluftzufuhr rasch aktiviert und deakti-viert werden kann. Dadurch kann der Energieverbrauch der Vorrichtung 1 gesenkt werden.

Ahnliches gilt auch fur den Magneten 8, der entweder permanent aktiviert sein kann, oder nur bedarfsweise wåhrend des Herausziehens des abgetrennten Mitnehmerzapfens 6. Die Absaugeeinrichtung 7 und der Magnet 8 (sowie der Pneu- matikzylinder 11) konnen dazu von einer nicht dargestellten Steuerung entspre-chend angesteuert werden.

Die Absaugung mit Hilfe der Absaugeeinrichtung 13 ist zwar vorteilhaft aber nicht zwingend. Denkbar ist auch dass die Schlagvorrichtung 7 uber einen Abfallbehål-ter bewegt wird und der Mitnehmerzapfen 6 dort abgeworfen wird. Dazu kann der Elektromagnet 8 wiederum ausgeschaltet werden, oder es wird von einem unipo-laren Magnetfeld auf ein bipolares Magnetfeld umgeschaltet, um eine Magnetisie-rung des Magneten 8 respektive des in magentischer Wirkverbindung stehenden Stossels/Brechers 9 abzubauen.

Um die Position des Stossels/Brechers 9 wåhrend der Ausfuhrung eines Schlags an die Tiefe der Gewindebohrung 5 anpassen zu konnen, kann eine Verschiebe-mechanik vorgesehen sein, welche den Pneumatikzylinder 11 entlang der Bewe-gungsrichtung des Stossels/Brechers 9 gegendber dem Kopfstdck 17 ver-schiebt (wohingegen der Verstell-/Andruckzylinder 19 den Pneumatikzylinder 11 gemeinsam mit dem Kopfstiick 17 bewegt). Beispielsweise kann dazu ein Spindelmotor vorgesehen sein (nicht dargestellt). Beispielsweise kann die Schlagvorrichtung 7 so eingestellt werden, dass die maximale Schlagkraft im Bereich des Mitnehmerzapfens 6 erreicht wird und/oder so, dass der Stossel/Brecher 9 nicht bis zum Grund des Sacklochs 5 durchschlågt, sondern unter Berijcksichtigung der Dicke des abgetrennten Mitnehmerzapfens 6 rechtzeitig vor dem Grund des Sacklochs 5 anhålt. Der Spindelmotor kann relativ leistungsschwach ausgefQhrt werden, da mit diesem ja keine Schlåge ausgefiihrt werden. Selbstverståndlich kann die Verschiebemechanik auch anders angetrieben werden als dargestellt, beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch.

In den bisherigen Beispielen wurde davon ausgegangen, dass sich der Magnet 8 am hinteren Teil des Stossels/Brechers 9 befindet. Dies ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend. Denkbar ist vielmehr auch, dass der Magnet 8, insbesondere ein Permanentmagnet, im Aufnahmebereich 10 des Stossels/Brechers 9 eingelassen ist. Bei der Materialauswahl fur den Stossel/Brecher 9 konnen die Eigenschaften zur Leitung eines Magnetfelds dann vernachlåssigt werden.

Denkbar ist auch, dass ein gesonderter Heber vorgesehen ist, mit dessen Hilfe der Mitnehmerzapfen 6 aus der Gewindebohrung 5 entnommen werden kann. Nach dem Abschlagen des Mitnehmerzapfens 6 mit der Schlagvorrichtung 7 wird der Stossel/Brecher 9 in diesem Fall aus der Gewindebohrung 5 gehoben und sodann der Heber Qber der Gewindebohrung 5 positioniert. In einem weiteren Schritt wird der Mitnehmerzapfen 6 mit dem Heber aus der Gewindeborhung 5 entfernt. Das in Bezug auf das magnetische Heben mit dem Stossel/Brecher 9 gilt sinngerr^ auch fur den gesonderten Heber.

Fig. 3 zeigt nun einen Gelenkachsroboter 21 beziehungsweise Industrieroboter, welcher mehrere Gelenksegmente und als Bearbeitungskopf eine Vorrichtung 1 der beschriebenen Art aufweist. Dadurch konnen hochautomatisierte Fertigungs-vorgånge ausgefuhrt werden. Insbesondere konnen mehrere Gewindeeinsåte 6 an einem Bauteil 3 rationell montiert werden.

Insbesondere im Zusammenwirken mit einem Roboter 21 ist es von Vorteil, wenn die Vorrichtung 1 eine Zufdhrvorrichtung fur die ZufQhrung der Gewindeeinsåtze 6 aufweist (nicht dargestellt). Beispielsweise kann die Zufiihrvorrichtung durch einen Antrieb fur einen Gurt ausgebildet sein, auf dem die Gewindeeinsåtze 6 befestigt sind. Denkbar ware beispielsweise auch ein motorisch angetriebenes, karussellar-tiges Magazin, in dem mehrere zu verbauende Gewindeeinsåtze 6 aufgenommen werden konnen. Gånstig ist es auch, wenn die Zufiihrung der Gewindeeinsåtze 6 - åhnlich wie bei einem Rohrpostsystem - åber ein Schlauchsystem und Druckluft erfolgt.

Vorteilhaft ist es schlieftlich auch, wenn zumindest die Schraubvorrichtung 4 und die Schlagvorrichtung 7 auf einer Drehplatte angeordnet sind, die drehbar in einer Grundplatte gelagert ist. Auf diese Weise konnen die Schraubvorrichtung 4 und die Schlagvorrichtung 7 durch Drehung der Drehplatte abwechselnd in den Be-reich der Gewindebohrung 5 gebracht werden. Durch die Bauweise wird also ein Revolverkopf verwirklicht.

Die Ausfåhrungsbeispiele zeigen eine mogliche Ausfåhrungsvariante einer Vorrichtung 1 respektive einen Roboter 21 zum automatisierten Montieren von Ge- windeeinsåtzen 2 in Bauteilen 3, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Er-findung nicht auf die speziell dargestellten Ausfuhrungsvarianten derselben einge-schrånkt sind, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfuhrungsvarianten untereinander moglich sind und diese Variationsmoglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenståndliche Erfindung im Konnen des auf diesem technischen Gebiet tåtigen Fachmannes liegt. Es sind also auch såmtliche denkbaren Ausfuhrungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen AusfOhrungsvarianten moglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.

Durch die vorgeschlagenen ΜθβηθΙιηηβη entfållt ein Eindrehen des Gewindeein-satzes 2 in einer Kopfuber-Lage respektive eine Drehung des Bauteils 3 in diese Lage nach dem Eindrehen des Gewindeeinsatzes 6, so wie dies in der DE 10 2013 222 455 A1 gelehrt wird. Stattdessen kann das Eindrehen des Gewindeeinsatzes 2 und das Entnehmen des abgetrennten Mitnehmerzapfens 6 aus der Gewindebohrung 5 in beliebiger Lage erfolgen, wodurch insbesondere die Fer-tigung schwerer und/oder voluminoser/sperriger Bauteile 3 erleichtert wird.

Generell eignen sich die vorgestellte Vorrichtung 1 respektive das vorgestellte Verfahren auch fOr Gewindeeinsåtze 2 aus Edelstahl und/oder aus austenitischem Stahl. Austenitischer Stahl ist generell nicht magnetisch. Dasselbe gilt fur austeni-tischen Edelstahl, der ebenfalls nicht magnetisch ist. Gewindeeinsåtze 2 werden wegen der rosthemmenden Eigenschaften håufig aus Edelstahl gefertigt, insbesondere aus nicht magnetischem, austenitischem Stahl.

Obwohl ein soleher Gewindeeinsatz 2 nicht magnetisch oder allenfalls sehr schwach magnetisch ist und eigentlich nicht prozesssicher mit einem Magneten gehandhabt werden kann, haben Versuche Oberraschenderweise ergeben, dass der an sich nicht magnetische Stahl durch die Umformung partiell magnetisch wird. Dies trifft im Besonderen auf den relativ scharfen Knick des Mitnehmerzapfens 6 zu, an dem der spiralformige Verlauf des Drahts in das gerade Stuck uber-geht, das radial nach innen gebogen ist. Dadurch konnen nicht nur ferritische Mit-nehmerzapfen 6 aus der Gewindebohrung 5 entnommen werden, sondern auch austenitische.

Insbesondere wird auch festgehalten, dass die dargestellten Vorrichtung 1 respektive der Roboter 21 in der Realitåt auch mehr oder auch weniger Bestandteile als dargestellt umfassen konnen. Teilweise konnen die Vorrichtung 1 und der Roboter 21 beziehungsweise deren Bestandteile auch unmaftståblich und/oder vergro-ββΓΐ und/oder verkleinert dargestellt sein.

Die den eigenståndigen erfinderischen Losungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung 2 Gewindeeinsatz 3 (zu fertigendes) Bauteil 4 Schraubvorrichtung 5 Gewindebohrung 6 abtrennbarer Mitnehmerzapfen 7 Schlagvorrichtung 8 Magnet 9 Stossel/Brecher 10 Aufnahmebereich 11 Pneumatikzylinder 12 Feder 13 Absaugeeinrichtung 14 Entsorgungsrohrleitung 15 Metalldetektor/Sensor 16 EjektorA/olumenstromverstårker 17 KopfstOck 18 Druckluftanschluss 19 Verstell-/Andruckzylinder 20 (Luft)Offnung 21 Gelenkarmroboter/lndustrieroboter

Claims (20)

1. Patentanspruche

   1. Vorrichtung (1) zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsåt-zen (2) in Bauteilen (3), umfassend: - eine Schraubvorrichtung (4) zum Eindrehen des Gewindeeinsatzes (2) in eine Gewindebohrung (5) des bereitgestellten Bauteils (3) mithilfe eines Mit-nehmerzapfens (6) am Gewindeeinsatz (2) und eine Schlagvorrichtung (7) zum Abtrennen des besagten Mitneh-merzapfens (6), gekennzeichnet durch einen Magneten (8) zum Entnehmen des abgetrennten Mitnehmerzap-fens (6) aus der Gewindebohrung (5).
2. 2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (8) als Permanentmagnet ausgebildet ist.
3. 3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (8) als Elektromagnet ausgebildet ist.
4. 4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet (8) als Kombination eines Permanentmagneten und eines Elektromagneten ausgebildet ist.
5. 5. Vorrichtung (1) nach einem der Anspmche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagvorrichtung (7) einen bewegbaren Stossel/Brecher (9) zum Abtrennen des besagten Mitnehmerzapfens (6) aufweist, welcher mit dem Magneten (8) wirkverbunden ist.
6. 6. Vorrichtung (1) nach einem der Anspmche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stossel/Brecher (9) aus weichmagnetischem Material besteht.
7. 7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprijche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine im Bereich der Schlagvorrichtung (7) wirkende Absaugeeinrich-tung (13).
8. 8. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugeeinrichtung (13) einen Ejektor/Volumenstromverstarker (16) mit einem Druckluftanschluss (18) aufweist, und der EjektorA/olumenstromverstårker (16) saugseitig mit einem Aufnahmebereich (10) der Schlagvorrichtung (7) verbunden ist.
9. 9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen im Bereich einer Entsorgungsrohrleitung (14) der Absaugeeinrichtung (13) ange-ordneten Sensor/Metalldetektor (15).
10. 10. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprijche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagvorrichtung (7) einen beweglichen Stossel/Brecher(9) sowie einen mit diesem Stossel/Brecher (9) verbundenen Pneumatikzylinder (11) aufweist.
11. 11. Vorrichtung (1) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Ver-schiebemechanik, welche dazu eingerichtet ist, den Pneumatikzylinder (11) ent-lang der Bewegungsrichtung des Stossels/Brechers (9) zu verschieben.
12. 12. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprijche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Zufiihrvorrichtung fur die Zufiihrung der Gewindeeinsåtze (2).
13. 13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprijche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Schraubvorrichtung (4) und die Schlagvorrichtung (7) auf einer Drehplatte angeordnet sind, die drehbar in einer Grundplatte gelagert ist.
14. 14. Gelenkachsroboter/lndustrieroboter (21), gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (1) nach einem der Anspruche 1 bis 13.
15. 15. Verfahren zum automatisierten Montieren von Gewindeeinsåtzen (2) in Bauteilen (3), umfassend die Schritte: Bereitstellen eines Bauteils (3), das wenigstens eine Gewindeboh-rung (5) aufweist, Eindrehen des Gewindeeinsatzes (2) in die Gewindebohrung (5) mithil-fe eines Mitnehmerzapfens (6) am Gewindeeinsatz (2) und Abtrennen des besagten Mitnehmerzapfens (6), dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Mitnehmerzapfen (6) mit Hilfe eines Magneten (8) aus der Gewindebohrung (5) entnommen wird.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zum Halten des Mitnehmerzapfens (6) ein unipolares Magnetfeld an den als Elektromagnet ausgebildeten Magneten (8) angelegt wird und zum Loslassen des Mitnehmerzapfens (6) ein Wechselfeld an den Magneten (5) angelegt wird.
17. 17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Edelstahl und/oderaus austenitischem Stahl bestehender Gewindeeinsatz (2) in die Gewindebohrung (5) eingedreht wird.
18. 18. Verfahren nach einem der Anspmche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der abgetrennte Mitnehmerzapfen (6) nach der Entnahme aus der Gewindebohrung (5) abgesaugt wird.
19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld wåhrend des Absaugevorgangs ausgeschaltet wird oder ein Wechselfeld an den Magneten (8) angelegt wird.
20. 20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Absaugen des abgetrennten Mitnehmerzapfens (6) mit Hilfe eines Metallde-tektors/Sensors (15) Oberwacht wird, welcher im Bereich einer Entsorgungsrohrlei-tung (14) angeordnet ist.