CN115958394A - 从具有多个紧固元件的储备中重复供应各个紧固元件的工具 - Google Patents

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Abstract

一种用于从具有多个紧固元件的储备中重复地供应各个紧固元件的工具，该工具具有接纳容器、引导装置、柔性且直线形的推动元件、电驱动装置、激活元件以及具有输出部段的供应元件，引导装置连接到接纳容器，其中引导装置至少部分地沿弯曲的引导轨迹延伸，引导装置沿引导轨迹具有基本上恒定的开口横截面，其相对于引导轨迹径向地由至少一个引导元件限定，使得沿引导轨迹引导彼此直接相连的多个紧固元件，推动元件从接纳容器延伸到引导装置中并且具有与开口横截面相适配的外横截面，推动元件构造用于在引导装置中以由驱动装置引导的方式沿引导轨迹移动，驱动装置与激活元件相联接并且在操作激活元件时使推动元件朝输出部段的方向移动。

Description

从具有多个紧固元件的储备中重复供应各个紧固元件的工具
技术领域
本说明涉及一种用于从具有多个紧固元件的储备中重复地供应各个紧固元件的工具。
背景技术
在大型技术设备、例如车辆的批量生产中，通常能够制造大量的螺旋连接或铆钉连接。对于交通工具、例如空中交通工具来说，可能时常存在必须依次制造数百个锁紧环螺栓连接的工作流程。这些工作流程可以包括对锁紧环被插接到其上的锁紧环螺栓的安装。已知这样的用于插接锁紧环或其他紧固元件的供应装置，在这些供应装置中，紧固元件借助于压缩空气相继被提供给供应器并且还以保持在供应器上的方式被插接。例如从US009511416 B2中已知这样的设备。
使用压缩空气驱动的工具可能是不利的。因为需要压缩空气源，而压缩空气源会导致产生一定程度的噪音。此外，工具需要通过压缩空气软管来进行连接，压缩空气软管可能会影响操作。
在现今的生产环境中越来越多地使用电动工具，从而导致在这样的环境中时常不存在用于压缩空气驱动的工具的基础设施。
发明内容
本发明的目的可以被视为是，提供一种替代性的工具，该工具允许从存在于接纳容器中的多个紧固元件轻松地输出各个紧固元件，然而其中工具的功率供应不需要通过压缩空气软管来进行。
该目的通过本发明的主题来实现。其他实施方式从以下说明中得出。
提出一种用于基于多个紧固元件的储备量重复地供应各个紧固元件的工具，该工具具有接纳容器、引导装置、柔性且直线形的推动元件、电驱动装置、激活元件以及具有输出部段的供应元件，其中引导装置连接到接纳容器并且从该处延伸到供应元件中并且在输出部段处结束，其中引导装置至少部分地沿弯曲的引导轨迹延伸，其中引导装置沿引导轨迹具有基本上恒定的开口横截面，该开口横截面相对于引导轨迹径向地由至少一个引导元件限定，从而沿引导轨迹引导彼此直接相连的多个紧固元件，其中推动元件从接纳容器延伸到引导装置中并且具有与开口横截面相适配的外横截面，并且该推动元件构造成在引导装置中沿引导轨迹被引导，其中电驱动装置与推动元件相联接并且构造成用于使推动元件沿引导轨迹逐步地移位，以便将设置在引导装置中的紧固元件挤向输出部段，并且其中驱动装置与激活元件相联接并且构造用于在操作激活元件时使推动元件朝输出部段的方向移动可预先设定的距离。
因此，根据本发明的工具构造成用于依次将各个紧固元件提供给供应元件的输出部段。使用者可以用这些紧固元件来执行装配工作。因此，该工具优选可以是配备有适合的多个紧固元件的手持工具或机器人终端执行器。根据本发明的工具的目的是可靠、重复且简单地提供各个紧固元件，并且不需要复杂的人工干预以及不需要压缩空气管路。
各个紧固元件直接支承在引导装置中。引导装置在此被理解为蛇形的构件，该构件沿弯曲的运动轨迹延伸并且优选地具有基本上恒定的横截面来接纳各个紧固元件。紧固元件在引导装置中的设置方式为，使得这些紧固元件形成链状结构并且彼此首尾相接地定位。根据待执行的工作，存在于引导装置中的紧固元件的数量可能会受到影响。例如，如果根据本发明的工具用于提供插接到锁紧环螺栓的杆部上的锁紧环，则为了满足工作日的需求可以在工具中储存数百个这样的紧固元件。因此引导装置可以具有明显超过直径或其他宽度尺寸的长度延伸尺寸。
运动轨迹在此可以构造成螺旋状并且至少大部分地环绕特定的螺旋直径。在填充后的状态下，整个引导装置优选都填充有紧固元件，这些紧固元件从引导装置的内端部或靠近内端部的位置首尾相接地朝输出部段延伸。
为了输送紧固元件而沿引导装置设置有推动元件。该推动元件被实施为柔性的，从而使推动元件在引导装置的内端部处被引入到其中，随后可以使该推动元件沿引导装置移位并且在此其形状与运动轨迹相适配。如果藉由电驱动装置使推动元件朝输出部段的方向移动，则该推动元件朝输出部段的方向挤压由各个紧固元件构成的整个链条。如果紧固元件在输出部段处被取用，则立即在输出部段处产生空隙。通过随后移动推动元件，能够使剩余的紧固元件移动一段距离，该距离最大与存在的空隙的长度相对应。因此，在取用最外部的紧固元件之后可以移动推动元件，以便在输出部段处提供并且在该处取用新的紧固元件。
因为推动元件根据仍然剩余的紧固元件的数量而不同程度地插入引导装置中，所以推动元件的剩余部分支承在接纳容器中。推动元件基于柔性而折叠、卷绕地或以其他方式压缩在该处。
供应元件可以构成为直的或弯曲的臂，该臂从工具处突出并且在输出部段中结束。提出的是，实现尽可能符合人体工程学的设计，在该设计中，使用者可以以手持的方式将工具引导到对应的部件上，以便可以在该处释放紧固元件。
输出部段可以构造成与基于使用压缩空气的常规工具一样。这意味着，相关的紧固元件以如下方式出现在输出部段上，即其可以在不事先取下的情况下插接或以其他方式紧固到相对应的部件上。如果紧固元件例如是锁紧环，则输出部段可以构造成使得锁紧环的开口可以从外部自由进入，从而使得锁紧环在输出部段中停放期间就能够直接插接到锁紧环螺栓上。
可以通过激活元件来启动紧固元件朝输出部段的运动。激活元件不一定必须是由使用者手动操作的开关，其中这然而完全是可以设想的。作为变体可以考虑一个或多个传感器，这些传感器在确定特定事件时操控驱动装置。例如，当紧固元件在输出部段处已被取用并且在该处产生空隙时，则可以因此自动发生上述情况。如果工具作为终端执行器设置在机械臂处时，则激活元件也可以在工具外部实施并且通过激活信号来表示。如果机械臂在建立连接之后移动，则控制单元可以发出激活信号，该激活信号促使工具移动推动元件。
因此，根据本发明的工具可以如已知的那样使用基于压缩空气的、用于重复地供应紧固元件的工具，而不必动用压缩空气管路。此外可设想的是，工具配备有可再充电的电能储存器，该电能储存器可以实现自主运行并且通过省去压缩空气管路和供应线缆显著提升了操作性。
有利的是，推动元件基本上是不可压缩的。由此可以将推动元件挤压到引导装置中，以便使推动元件在该处在其形状上与引导轨迹相适配，却不会被压缩。由此防止推动元件的材料局部拱起并且在引导装置中倾斜或卡住。
推动元件可以构成为具有彼此铰接式地连接的多个链节的链条。链节例如可以由金属材料或具有足够强度的塑料制成。例如，类似于自行车的链条，各个链节优选基本上无间隙地、可枢转地彼此支承。因此链条是不可压缩的并且同时是柔性的。
电驱动装置可以具有步进电机。步进电机的突出之处在于定子线圈的电磁场是可控的、逐步旋转的。这可以使步进电机非常精确地、逐步地旋转。由此可以特别好地定位推动元件，因为推动元件的驱动装置能够精确地与紧固元件相适配。
推动元件所具有的长度可以超过引导装置的长度。由此可以使推动元件的一部分保留在引导装置之外并且在该处与驱动装置相联接。因此当仅有唯一的紧固元件存在于引导装置中时，推动元件也可以被驱动，因为推动元件仍然可以如此远地从引导装置中伸出，以至于驱动装置能够与该部段相联接。
接纳容器可以构造成至少基本上完全接纳推动元件。如果引导装置完全被紧固元件填充，则推动元件仅在边缘处伸入到引导装置中。因此推动元件的绝大部分位于引导装置之外并且在此被接纳容器接纳。推动元件基于其柔性的形状可以例如折叠和节省空间地支承在该处。
电驱动装置可以具有能够与推动元件产生接合的接合元件。接合元件例如可以包括齿轮、链轮、摩擦元件等类似物，该接合元件尤其可以将旋转驱动转换成推动元件的线性驱动。在此，接合元件与推动元件的实施方式相适配。
电驱动装置可以设置在引导装置的、与输出部段相反的内端部处。由此使得引导装置独立于电驱动装置，从而使得例如可以简单地取出引导装置。驱动装置和推动元件于是设置在工具的在更换引导装置时保留的区域中。
工具还可以具有用于检测推动元件的传感器，其中传感器设置在供应元件处并且构造用于在识别到推动元件时在供应元件中输出代表紧固元件的储备已耗尽的信号。因此工具可以独立地防止推动元件进行其他运动和/或给使用者提供储备已耗尽或即将耗尽的指示。传感器既可以直接设置在输出部段处，也可以例如与输出部段间隔开地设置，从而使推动元件的相关部分在到达输出部段之前就可以被识别到。
推动元件可以具有磁性元件，其中传感器是霍尔传感器，该霍尔传感器构造用于在磁性元件直接位于传感器上时输出上述信号。霍尔传感器可以很容易地识别到磁性元件，因此磁性元件可以用作简单且极为有效的标记。
驱动装置可以构造用于在引导装置被清空时使推动元件完全移动到接纳容器中，其中至少引导装置构成为可更换的储藏器。因此在更换作为储藏器的引导装置之前，使推动元件移动到固定的中立位置。这极大简化了操作并且还防止推动元件受到损坏。
引导装置可以设置在能够与接纳容器相连接的储藏器壳体中。储藏器壳体包裹弯曲的引导装置并且可以对其进行保护。此外，储藏器壳体优选设有适合的连接件，该连接件允许对储藏器壳体的简单的安装或拆除。
激活元件可以具有可手动操作的开关按钮。因此使用者可以操作开关按钮，以将下一个紧固元件定位在输出部段处。
本发明还涉及一种紧固系统，该紧固系统具有根据前述权利要求之一所述的工具、多个连接元件以及多个紧固元件，其中连接元件具有紧固元件能够推动或插接到其上的杆部，并且其中紧固元件设置在工具的引导装置中。连接元件例如可以是锁紧环螺栓，同时紧固元件是锁紧环。紧固元件于是设置在引导装置中并且可以在锁紧环螺栓连接装置较大的情况下非常迅速且可靠地被提供。
附图说明
下面借助附图进一步对实施例进行探讨。图示是示意性而非按比例的。相同的附图标记涉及相同或类似的元件。在附图中：
图1a至图1c示出根据实施例的工具的示意图和细节视图。
图2示出工作原理的示意图。
图3示出工具的细节视图。
具体实施方式
图1a示出用于从具有多个紧固元件4的储备中重复地供应各个紧固元件4的工具2。示例性地，紧固元件4可以是能够相应地插接到锁紧环螺栓的杆部上的锁紧环。
工具2具有引导装置6，该引导装置在第一部段8中沿弯曲的引导轨迹10延伸，从而在该处产生大体上螺旋形的结构。由此提供较大的行程，紧固元件4沿该行程首尾相接地设置。引导装置6被储藏器壳体12部分地包围并且可以紧固在其中。引导装置10与储藏器壳体12的组合可以形成可简易更换的储藏器。
引导装置6与推动元件16位于其中的接纳容器14相连接。推动元件16构造成柔性且直线形或线状的。该推动元件被实施成，使得其能够被引入到引导装置6中并且在该处能够沿引导轨迹10线性地移动。推动元件16可以构成为链条，该链条能够借助于在此包括被实施为链轮的接合元件20的驱动装置18驱动。可以设置激活元件22，该激活元件构造成用于通过操作来操控驱动装置18，从而使推动元件16和紧固元件4移动。
在引导装置6的背离驱动装置18的端部处连接有作为长形且突出的臂的供应元件24并且具有输出部段26。紧固元件4在引导装置6中沿供应元件24被输送至输出部段26，在该处紧固元件随后能够被单独取用。
以细节A示出了呈停放在输出部段26中的锁紧环形式的紧固元件4。内开口5能够从外部进入，因此对于所展示的紧固元件4来说，其能够如在图1a中详细地展示地那样插接到作为连接元件的锁紧环螺栓25上，以便在插接之后将工具2从锁紧环螺栓上移开。
图1b示例性地示出垂直于在此居中地展示的运动轨迹10的截面中的引导装置6。引导装置6具有内横截面7，该内横截面由引导元件9、例如包围内横截面7的壁部限定。如图1c所示，推动元件16的外横截面17与内横截面7适配成使得推动元件可以容易地在该处移动。推动元件16在此被展示为包括彼此铰接式地连接的多个链节15的链条。
在图2和图3中示意性地展示了推动元件16如何延伸到引导装置6中以及紧固元件4如何朝输出部段26的方向输送。接合元件20由电驱动装置18驱动并且使引导装置6中的推动元件16移动，从而使在该处首尾相接的紧固元件移位。如果驱动装置18被实施为步进电机，则可以非常精确地控制该移动。
在此被实施为霍尔传感器的传感器28设置在储藏器壳体12的朝向输出部段26的端部。可以设想的是，推动元件16配备有磁体30，因此只要推动元件到达传感器28，传感器28就可以检测到该磁体。由此可以启动表面紧固元件4的储备几乎耗尽的信号。
补充性地可以指出，“包括”或者“具有”并不排除其他的元件或步骤，并且“一个”或“一种”不排除多数。此外还可以指出，可以使用已经参照上述实施例之一描述的特征或步骤还有与上文描述的另外实施例的其他特征或步骤的组合。权利要求书中的附图标记不应被视为限制。
附图标记清单
2  工具
4  紧固元件/锁紧环
6  引导装置
7  内横截面
8  第一部段
9  引导元件
10 引导轨迹
12 储藏器壳体
14 接纳容器
15 链节
16 推动元件
17 外横截面
18 驱动装置
20 接合元件
22 激活元件
24 供应元件
25 连接元件/锁紧环螺栓
26 输出部段
28 传感器
30 磁体

Claims (14)

1.一种用于从具有多个紧固元件(4)的储备中重复地供应各个紧固元件(4)的工具(2)，所述工具具有：
接纳容器(14)；
引导装置(6)；
柔性的、直线形的推动元件(16)；
电驱动装置(18)；
激活元件(22)；以及
具有输出部段(26)的供应元件(24)，
其中所述引导装置(6)连接到所述接纳容器(14)上并且从该处延伸到所述供应元件(24)中并且在所述输出部段(26)处结束，
其中所述引导装置(6)至少部分地沿弯曲的引导轨迹(10)延伸，
其中所述引导装置(6)沿所述引导轨迹(10)具有基本上恒定的开口横截面，所述开口横截面相对于所述引导轨迹(6)径向地由至少一个引导元件(9)限定，以便沿所述引导轨迹(6)引导彼此直接相连的多个紧固元件(4)，
其中所述推动元件(16)从所述接纳容器(14)延伸到所述引导装置(6)中并且具有与所述开口横截面相适配的外横截面(17)，并且所述推动元件构造成在所述引导装置(6)中沿所述引导轨迹(10)被引导，
其中所述电驱动装置(18)与所述推动元件(16)相联接并且构造用于使所述推动元件(16)沿所述引导轨迹(10)逐步地移位，以便将设置在所述引导装置(6)中的紧固元件(4)挤向所述输出部段(26)，并且
其中所述驱动装置与所述激活元件(22)相联接并且构造用于在操作所述激活元件(22)时使所述推动元件(16)朝所述输出部段(26)的方向移动可预先设定的距离。
2.根据权利要求1所述的工具(2)，
其中所述推动元件(16)基本上是不可压缩的。
3.根据权利要求1或2所述的工具(2)，
其中所述推动元件(16)构造为具有彼此铰接式地连接的多个链节(15)的链条。
4.根据前述权利要求之一所述的工具(2)，
其中所述电驱动装置(18)具有步进电机。
5.根据前述权利要求之一所述的工具(2)，
其中所述推动元件(16)所具有的长度超过所述引导装置(6)的长度。
6.根据前述权利要求之一所述的工具(2)，
其中所述接纳容器(14)构造用于至少基本上完全接纳所述推动元件(16)。
7.根据前述权利要求之一所述的工具(2)，
其中所述电驱动装置(18)具有能够与所述推动元件(16)接合的接合元件(20)。
8.根据前述权利要求之一所述的工具(2)，
其中所述电驱动装置(18)设置在所述引导装置(6)的、与所述输出部段(26)相反的内端部处。
9.根据前述权利要求之一所述的工具(2)，
所述工具还具有用于检测所述推动元件(16)的传感器(28)，
其中所述传感器(28)设置在所述供应元件(24)处并且构造用于在所述供应元件(24)中识别到所述推动元件(16)时输出代表紧固元件(4)的储备已耗尽的信号。
10.根据权利要求9所述的工具(2)，
其中所述推动元件(16)具有磁性元件(30)，并且
其中所述传感器(28)是霍尔传感器，所述霍尔传感器构造用于在所述磁性元件(30)直接位于所述传感器(28)上时输出所述信号。
11.根据前述权利要求之一所述的工具(2)，
其中所述驱动装置(18)构造用于在所述引导装置(6)被清空时使所述推动元件(16)完全移动到所述接纳容器(14)中，并且
其中至少所述引导装置(6)构成为可更换的储藏器。
12.根据权利要求11所述的工具(2)，
其中所述引导装置(6)设置在能够与所述接纳容器(14)相连接的储藏器壳体(12)中。
13.根据前述权利要求之一所述的工具(2)，
其中所述激活元件(22)具有可手动操作的开关按钮。
14.一种紧固系统，所述紧固系统具有：
根据前述权利要求之一所述的工具(2)，
多个连接元件(25)以及
多个紧固元件(4)，
其中所述连接元件具有杆部，所述紧固元件(4)能够被推动或插接到所述杆部上，并且
其中所述紧固元件(4)设置在所述工具(2)的引导装置(6)中。
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