DE10064241A1 - Nietzuführungsvorrichtung mit Magazin - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nietzuführungsvorrichtung (10), insbesondere für eine Stanznietzange, mit einem rohrförmigen Magazin (12) zur Aufnahme von Nieten (16) und einer mit dem Magazin (12) zusammenwirkenden Einrichtung (18) zur Nietvereinzelung und Nietübergabe. Um eine schnelle und zuverlässige Nietvereinzelung und Nietübergabe zu erreichen, weist die Einrichtung (18) zur Nietvereinzelung und Nietübergabe einen Schieber (30) mit einer Nietaufnahmeöffnung (32) auf, der quer zur Haupterstreckung des Magazins (12) zwischen einer ersten Position zur Aufnahme eines Niets (16) aus dem Magazin (12) und einer zweiten Position zur Abgabe des aufgenommenen Niets (16) verschiebbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nietzuführungsvorrichtung, insbe­ sondere für eine Stanznietzange, mit einem rohrförmigen Magazin zur Aufnahme von Nieten und einer mit dem Magazin zusammenwir­ kenden Einrichtung zur Nietvereinzelung und Nietübergabe an eine Nietvorrichtung. Eine solche Nietzuführungsvorrichtung ist aus der DE 198 42 103 A1 bekannt.

Eine Nietvorrichtung dient zum Verbinden zweier Werkstücke, beispielsweise zweier Bleche. Nach jedem Nietvorgang muß der Nietvorrichtung ein neuer Niet zugeführt werden. Zur Automati­ sierung dieses Vorgangs dient eine Nietzuführungsvorrichtung. Die vorliegende Erfindung wird am Beispiel einer Nietzufüh­ rungsvorrichtung für eine Stanznietzange erläutert, ist aber auch bei anderen Nietvorrichtungen einsetzbar.

Beim Stanznieten werden Werkstücke mit einem geeigneten Niet ohne Vorlochen der Werkstücke miteinander verbunden. Die zu verbindenden Werkstücke werden während des Nietvorganges von Werkzeugen gehalten und eingespannt und ein Stempel führt die Nietbewegung aus. Der Niet, der teilweise hohl ist und deshalb als Halbhohlniet bezeichnet wird, durchstanzt dabei das dem Stempel zugewandte Werkstück und verformt das vom Stempel abgewandte Werkstück plastisch, ohne letzteres zu durchstanzen. Der Niet verformt sich bei dem Nietvorgang ebenfalls plastisch und nimmt in seinem Hohlraum das ausgestanzte Material des dem Stempel zugewandten Werkstückes auf. Durch den beschriebenen Stanznietvorgang entsteht eine form- und kraftschlüssige Ver­ bindung zwischen den Werkstücken und dem Niet.

Das Stanznieten findet zum Beispiel in der Automobilindustrie Anwendung, um Aluminiumteile einer Fahrzeugkarosserie miteinan­ der zu verbinden. In automatisierten Fertigungsanlagen ist die Stanznietzange bei solchen Anwendungen am Ende eines Roboterar­ mes befestigt, der die Stanznietzange handhabt und zu den verschiedenen Verbindungspunkten der Fahrzeugkarosserie führt. Für eine effiziente Anwendung des Stanznietverfahrens ist eine schnelle und zuverlässige Zuführung von Nieten zur Stanzniet­ vorrichtung sehr wichtig. Jedes Stocken beim Zuführen der Nieten hat zwangsläufig eine Unterbrechung des Fertigungsablau­ fes zur Folge.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nietzuführungs­ vorrichtung bereitzustellen, die mit großer Schnelligkeit und hoher Zuverlässigkeit arbeitet und die darüber hinaus kompakt baut. Außerdem soll die bereitzustellende Nietzuführungsvor­ richtung einfach wartbar sein.

Diese Aufgabe ist ausgehend von der eingangs genannten Nietzu­ führungsvorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung zur Nietvereinzelung und Nietübergabe einen Schie­ ber mit einer Nietaufnahmeöffnung aufweist, der quer zur Haup­ terstreckung des Magazins zwischen einer ersten Position zur Aufnahme eines Niets aus dem Magazin und einer zweiten Position zur Abgabe des aufgenommenen Niets hin- und herverschiebbar ist. Auf diese Weise kann ein Niet schneller als bisher aus dem Magazin zur Nietvorrichtung transportiert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Niet­ zuführungsvorrichtung ist der hin- und herbewegbare Schieber in einem Gehäuse angeordnet und als doppeltwirkender Kolben ausge­ bildet, der insbesondere pneumatisch zwischen der ersten Posi­ tion und der zweiten Position verschiebbar ist. Die Hin- und Herverschiebung eines doppeltwirkenden Kolbens auf pneumatische oder hydraulische Weise ist sehr schnell und läßt sich einfach steuern. Zur Dämpfung der Hin- und Herbewegung des kolbenförmi­ gen Schiebers kurz vor Erreichen seiner beiden Endstellungen können geeignete, allgemein bekannte und deshalb hier nicht näher erläuterte Maßnahmen vorgesehen werden.

Vorzugsweise wird ein Niet durch Unterdruck in der Nietaufnah­ meöffnung des Schiebers gehalten. Hierzu ist gemäß einer bevor­ zugten Ausführungsform in dem Schieber ein Differenzdruckkanal ausgebildet, der die Nietaufnahmeöffnung des Schiebers auf einer vom Magazin abgewandten Seite mit einer Unterdruckquelle verbindet. Das Maß des in dem Differenzdruckkanal vorhandenen Unterdruckes kann auch dazu benutzt werden, mittels eines Drucksensors abzufragen, ob sich ein Niet in der Nietaufnahme­ öffnung des Schiebers befindet. Gemäß einer Weiterbildung wird ein in der Nietaufnahmeöffnung des Schiebers befindlicher Niet durch Überdruck an die Nietvorrichtung abgegeben, indem der Nietaufnahmeöffnung durch den Differenzdruckkanal Überdruck zugeführt wird.

Um den Unterdruck zum Halten eines Niets in der Nietaufnahme­ öffnung des Schiebers und die Abgabe des Niets aus der Nietauf­ nahmeöffnung durch Überdruck einfach steuern zu können, fluchtet gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Differenz­ druckkanal in der ersten Position des Schiebers mit einem Unterdruckanschluß und in der zweiten Position des Schiebers mit einem Überdruckanschluß.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Nietzu­ führungsvorrichtung sind die Nieten in dem rohrförmigen Magazin einzeln hintereinander aufgereiht und das Magazin ist mit Druckluft beaufschlagt. Die Nieten sind dabei in dem Magazin so angeordnet, daß ein kleiner Druckluftstrom an den Nieten vorbei in Richtung auf das vordere Ende des Magazins strömen kann. Auf diese Weise werden die im Magazin befindlichen Nieten von der Druckluft zuverlässig im Magazin nach vorne gefördert, so daß immer ein Niet an der Abgabestelle des Magazins vorhanden ist, um in die Nietaufnahmeöffnung des Schiebers transportiert werden zu können. Der Überdruck im Magazin und der Unterdruck, der über den Differenzdruckkanal an die Nietaufnahmeöffnung angelegt ist, ergänzen sich dabei wirkungsvoll zu einem Diffe­ renzdruck, der eine äußerst zuverlässige Überführung eines Niets aus dem Magazin in die Nietaufnahmeöffnung des Schiebers sicherstellt.

Um den eigentlichen Nietvorgang zu ermöglichen sind bei bevor­ zugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Nietzuführungsvorrichtung zumindest das rohrförmige Magazin und die Einrichtung zur Nietvereinzelung und Nietübergabe als Einheit zwischen einer ersten Stellung zur Nietvereinzelung und Nietübergabe und mindestens einer zweiten Stellung um eine Achse verschwenkbar, in der ein Nietvorgang ermöglicht ist und die deshalb als Nietstellung bezeichnet wird. In der ersten Stellung kann der Schieber einen Niet aus dem Magazin aufnehmen und anschließend an die Nietvorrichtung abgeben. In der zweiten Stellung ist die Nietzuführungsvorrichtung so verschwenkt, daß ein Nietvorgang stattfinden kann. Bei einer weitergebildeten Ausführungsform kann die genannte Einheit nicht nur in eine zweite Stellung verschwenkt werden, sondern auch in eine dritte Stellung, die ebenfalls eine Nietstellung ist.

Bei den vorgenannten Ausgestaltungen bewirkt vorzugsweise ein Druckluftzylinder die Verschwenkung der Einheit aus rohrförmi­ gem Magazin und Einrichtung zur Nietvereinzelung und Nietüber­ gabe zwischen den verschiedenen Stellungen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nietzuführungsvorrichtung ist als Stanznietzuführungsvorrich­ tung ausgebildet und auf einer Stanznietzange befestigt. Diese Stanznietzange kann eine manuelle handhabbare Ausführung sein, sie kann jedoch auch eine sogenannte Roboterstanznietzange sein, wie sie in automatisierten Fertigungsstraßen Verwendung findet.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Nietzuführungsvorrichtung, die als Stanznietzuführungsvorrich­ tung ausgebildet ist, wird im folgenden anhand der beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Nietzuführungsvorrichtung, die auf einer Stanznietzange befestigt ist,

Fig. 2 die Nietzuführungsvorrichtung aus Fig. 1 von oben,

Fig. 3 den Kopf der Nietzuführungsvorrichtung aus Fig. 1 und 2 im Schnitt und in vergrößerter Darstellung, und

Fig. 4 ein Magazin der Nietzuführungsvorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt eine Stanznietzuführungsvorrichtung 10, deren Hauptkomponenten ein langgestrecktes, rohrförmiges Magazin 12 mit einem Kanal 14 (siehe Fig. 4) zur Aufnahme von Stanznieten 16 und eine mit dem Magazin 12 zusammenwirkende, am Kopf der Nietzuführungsvorrichtung 10 angeordnete Einrichtung 18 sind. Die Einrichtung 18 dient der Nietvereinzelung und Nietübergabe an eine in den Figuren strichpunktiert und nicht vollständig dargestellte Stanznietzange 20. Das Magazin 12 und die Nietver­ einzelungs- und Nietübergabeeinrichtung 18 bilden eine Bauein­ heit. Die gesamte Nietzuführungsvorrichtung 10 ist auf der Stanznietzange 20 montiert.

Wie aus den Figuren ersichtlich, sind die einzelnen Stanznieten 16 in dem Kanal 14 des rohrförmigen Magazins 12 hintereinander aufgereiht und berühren sich. Die Stanznieten 16 sind hier sogenannte Halbhohlnieten.

Zur Förderung der Nieten 16 in dem Magazin 12 wird letzterem an seinem hinteren Ende bei 22 Druckluft zugeführt. Ein geringer Volumenstrom an Druckluft strömt in dem Kanal 14 außen an den Stanznieten 16 vorbei nach vorne. Zur Einstellung des Luftstro­ mes ist nahe dem vorderen Ende des Magazins 12 ein Auslaß 24 mit einem nachgeschalteten Schalldämpfer 26 vorgesehen. Die Einstellung des Luftstromes erfolgt mittels einer nicht darge­ stellten Drossel. Die durch die eingestellte Luftströmung auf die Nieten 16 ausgeübte Kraft bringt die Nieten zum Kopf der Nietzuführungsvorrichtung 10, d. h. zur Nietvereinzelungs- und Nietübergabeeinrichtung 18. Durch Einstellen eines größeren oder kleineren Luftstromes kann die auf die Nieten 16 wirkende Vorspannkraft leicht verändert werden.

Die Nietvereinzelungs- und Nietübergabeeinrichtung 18 ist in Fig. 3 genauer dargestellt. Sie umfaßt ein Gehäuse 28, in dem ein als doppeltwirkender Kolben ausgebildeter Schieber 30 quer zur Haupterstreckung des Magazins 12 zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position hin- und herverschiebbar ist. Die in Fig. 3 wiedergegebene erste Position dient zur Aufnahme eines Niets 16 aus dem Magazin 12. Hierzu weist der Schieber 30 eine Nietaufnahmeöffnung 32 auf, die in seiner ersten Position mit dem Kanal 14 des Magazins 12 fluchtet. Quer durch den Schieber 30 erstreckt sich ein Differenzdruckkanal 34, der auf der dem Kanal 14 gegenüberliegenden Seite der Nietaufnahmeöffnung 32 in letztere mündet.

In der ersten Position des Schiebers 30 fluchtet der Differenz­ druckkanal 34 mit einem im Gehäuse 28 der Einrichtung 18 vor­ handenen Unterdruckanschluß 36, der im Betrieb der Nietzuführungsvorrichtung 10 mit einer Unterdruckquelle in Verbindung steht. Aufgrund des im Kanal 14 des Magazins 12 herrschenden Überdrucks und des in der Nietaufnahmeöffnung 32 wirkenden Unterdrucks wird jeweils der am vorderen Ende des Kanals 14 befindliche Niet 16 zuverlässig in die Nietaufnahme­ öffnung 32 des Schiebers 30 befördert und dort festgehalten.

Sodann wird der Schieber 30 mittels Druckluft, die über einen Druckluftanschluß 38 zugeführt wird, pneumatisch in seine zweite Position verschoben, in der die Nietaufnahmeöffnung 32 des Schiebers 30 mit einer Nietaufnahmeöffnung 40 der Stanz­ nietzange 20 fluchtet, die von der Spitze eines hohl gebohrten Niederhalters 42 und einem darin angeordneten Stempel 44 der Stanznietzange 20 begrenzt ist. In dieser zweiten Position fluchtet der Differenzdruckkanal 34 mit einem im Gehäuse 28 der Einrichtung 18 ausgebildeten Überdruckanschluß 46, der im Betrieb der Nietzuführungsvorrichtung 10 mit einer Überdruck­ quelle verbunden ist. Der zuvor erwähnte Stempel 44 der Stanz­ nietzange 20 ist mit einem Unterdruckkanal 48 versehen, der im Betrieb der Stanznietzange 20 mit einer Unterdruckquelle ver­ bunden ist. In der zweiten Position des Schiebers 30 wird somit ein in der Nietaufnahmeöffnung 32 befindlicher Niet 16 durch den dann im Differenzdruckkanal 34 vorhandenen Überdruck in die Nietaufnahmeöffnung 40 der Stanznietzange 20 befördert und dort durch den Unterdruck gehalten, der am Unterdruckkanal 48 an­ liegt.

Durch Anlegen von Druckluft an einen weiteren Druckluftanschluß 50 der Einrichtung 18 wird dann der Schieber 30 wieder zurück in seine erste Position verschoben, um einen weiteren Niet 16 aus dem Magazin 12 aufzunehmen. Die Koordinierung der Druck­ luftzufuhr zu den Druckluftanschlüssen 38 und 50, die für die Hin- und Herbewegung des Schiebers 30 sorgt, übernimmt eine hier nicht dargestellte Steuerung.

Damit die Nietvereinzelungs- und Nietübergabeeinrichtung 18 den eigentlichen Nietvorgang nicht behindert, ist die Einheit aus Magazin 12 und Einrichtung 18 um eine Achse A zwischen einer in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien wiedergegebenen ersten Stel­ lung, in der die oben beschriebene Nietvereinzelung und Nietübergabe stattfindet, und einer in Fig. 2 mit strichpunk­ tierten Linien wiedergegebenen zweiten Stellung verschwenkbar, in der ein Nietvorgang ausgeführt werden kann. Ein auf der Stanznietzange 20 befestigter und mit dem Magazin 12 verbunde­ ner, doppeltwirkender Druckluftzylinder 54 bewirkt bei Druck­ luftzufuhr die Verschwenkung der Einheit aus Magazin 12 und Einrichtung 18 zwischen der ersten Stellung, in der der Stanz­ nietzange 20 mittels der Einrichtung 18 ein weiterer Niet 16 zugeführt werden kann, und der zweiten Stellung, in der die Stanznietzange 20 einen Nietvorgang ausführen kann.

Eine hier nicht dargestellte, übergeordnete Steuerung kennt die Gesamtzahl an Nieten 16 eines vollen Magazins 12 und zählt die aus dem Magazin 12 abgegebenen Nieten 16. Sind im Magazin 12 nur noch wenige Nieten 16 enthalten, wird das Magazin 12 neu befüllt oder durch ein volles Magazin 12 ersetzt.

Zum Entleeren eines Magazins 12 wird ein mittels einer Druckfe­ der 52 in seine Schließstellung vorgespannter Schieber (nicht dargestellt), der den Kanal 14 des Magazins 12 bei 22 verschließt, geöffnet und es wird Druckluft entgegen der oben beschriebenen Richtung durch den Differenzdruckkanal 34 in das Magazin 12 geleitet, so daß die im Kanal 14 vorhandenen restli­ chen Nieten 16 zum hinteren Ende des Magazins 12 befördert und dort entnommen werden können. Anschließend wird das Magazin 12 in umgekehrter Art und Weise mit Nieten 16 neu befüllt.

Claims (9)

1. Nietzuführungsvorrichtung (10), insbesondere für eine Stanznietzange (20), mit einem rohrförmigen Magazin (12) zur Aufnahme von Nieten (16) und einer mit dem Magazin (12) zusam­ menwirkenden Einrichtung (18) zur Nietvereinzelung und Nietübergabe an eine Nietvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zur Nietvereinzelung und Nietübergabe einen Schieber (30) mit einer Nietaufnahmeöffnung (32) auf­ weist, der quer zur Haupterstreckung des Magazins (12) zwischen einer ersten Position zur Aufnahme eines Niets (16) aus dem Magazin (12) und einer zweiten Position zur Abgabe des aufge­ nommenen Niets (16) hin- und herverschiebbar ist.

2. Nietzuführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (30) als doppeltwir­ kender Kolben ausgebildet ist, der insbesondere pneumatisch zwischen der ersten Position und der zweiten Position hin- und herverschiebbar ist.

3. Nietzuführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nietaufnahmeöffnung (32) des Schiebers (30) auf einer vom Magazin (12) abgewandten Seite mit einem in dem Schieber (30) ausgebildeten Differenzdruckkanal (34) verbunden ist, und daß ein Niet (16) durch an den Diffe­ renzdruckkanal (34) angelegten Unterdruck in der Nietaufnahme­ öffnung (32) gehalten ist.

4. Nietzuführungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein in der Nietaufnahmeöffnung (32) vorhandener Niet (16) durch an den Differenzdruckkanal (34) angelegten Überdruck aus der Nietaufnahmeöffnung (32) abgegeben wird.

5. Nietzuführungsvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckkanal (34) in der ersten Position des Schiebers (30) mit einem Unterdruckanschluß (36) und in der zweiten Position des Schiebers (30) mit einem Überdruckanschluß (46) fluchtet.

6. Nietzuführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nieten (16) in dem rohrförmigen Magazin (12) einzeln hintereinander aufgereiht sind, daß das Magazin (12) druckluftbeaufschlagt ist, und daß ein kleiner Druckluftstrom an den Nieten (16) vorbei in Richtung des vorde­ ren Endes des Magazins (12) strömen kann.

7. Nietzuführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das rohrförmige Magazin (12) und die Einrichtung (18) zur Nietvereinzelung und Nietübergabe als Einheit um eine Achse (A) zwischen einer ersten Stellung zur Nietvereinzelung und Nietübergabe und mindestens einer Nietstellung verschwenkbar sind.

8. Nietzuführungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckluftzylinder (54) die Verschwenkung der Einheit aus rohrförmigem Magazin (12) und Einrichtung (18) zur Nietvereinzelung und Nietübergabe zwischen der ersten Stellung und der mindestens einen Nietstellung bewirkt.

9. Nietzuführungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nietzuführungsvorrichtung (10) auf einer Stanznietzange (20) befestigt ist.