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Stand der Technik
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Fügeelement-Fördervorrichtungen und Vorrichtungen zur Kontrolle einer Außenabmessung eines Fügeelements beispielsweise eines Halbhohlstanzniets oder eines anderen Niets sind bekannt.
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Mit einer Messeinheit der Kontrollvorrichtung kann zum Beispiel ein Längenmaß des Fügeelements ermittelt werden, wobei eine übergeordnete Kontrolleinheit bzw. Rechnereinheit zum Betrieb der Vorrichtung die gewonnen Daten verarbeitet, insbesondere für eine Regelung bzw. Steuerung der Vorrichtung und/oder einer Einrichtung, mit welcher die gemessenen Fügeelemente nach der Messung verarbeitet werden. Die Fügeelemente dienen beispielsweise zum Verbinden von zwei oder mehr Bauteillagen, an denen ein Fügeelement mit einem Füge- bzw. Setzwerkzeug anbringbar ist.
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Aufgabe und Vorteile der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einleitend genannte Vorrichtungen zu verbessern, insbesondere um für einen Verarbeitungsprozess nicht geeignete Fügeelemente entlang einer Förderstrecke zu erkennen und darauf abgestimmte Maßnahmen effektiv ergreifen zu können.
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Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Varianten der Erfindung.
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Kontrolle eines Außenmaßes eines Fügeelements, insbesondere von einer Fügeelement-Kontrollvorrichtung, mit einer Messeinheit zur Ermittlung des Außenmaßes des Fügeelements und einer übergeordneten Rechnereinheit zum Betrieb der Vorrichtung, wobei die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, die Ermittlung des Außenmaßes des Fügeelements auf dem Weg des Fügeelements von einem Speicherort für zum Beispiel eine Mehrzahl von Fügeelementen zu einer Verarbeitungsstelle durchzuführen, an welcher eine Verarbeitung des Fügeelements stattfindet.
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Insbesondere ist die Vorrichtung an einem Abschnitt einer Wegstrecke bzw. einer Leitung zwischen einem Speicherort bzw. einer Vorlage für wenigstens ein Fügeelement und der Verarbeitungsstelle integriert. Insbesondere kann die Vorrichtung zwischen dem Speicherort und der Verarbeitungsstelle an einem Leitungsabschnitt, entlang dem die Fügeelemente transportiert werden, vorhanden sein.
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Ein erster wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass ein Messraum existiert, in welchem das Fügeelement in einer Messposition des Fügeelements zur Ermittlung des Außenmaßes des Fügeelements in einer vordefinierten Position vorlegbar ist, wobei in der Messposition eine Seite des Fügeelements an einer Anlagefläche ansteht. Damit kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass nur ein für den jeweiligen Prozess geeignetes Füge- bzw. Funktionselement verarbeitet wird, womit die Verfügbarkeit der Fügeelemente maximiert ist. Umgekehrt können Fügeelemente, die insbesondere außerhalb einer tolerierbaren Abweichung bezüglich einer Außenabmessung liegen oder fehlerhaft sind, innerhalb des standardmäßig ablaufenden Prozesses bzw. online innerhalb der Anlagentechnik bzw. simultan zum Verarbeitungsprozess erkannt und entsprechend weiterbehandelt zum Beispiel ausgeschleust werden.
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Die Anlage des Fügelements an der Anlagefläche stellt eine hochdefinierte Position des Fügeelements beim Vermessen dar. Insbesondere ist vorteilhaft eine vergleichsweise schnell bzw. sicher erreichbare mechanische Voraussetzung zum Vermessen des Fügeelements eingerichtet.
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Mögliche Störungen noch während des Verarbeitungsprozesses und/oder nach der Verarbeitung relevante Qualitätsbeeinträchtigungen aufgrund der Verarbeitung von Fügeelementen mit nicht geeigneter Abmessung werden erfindungsgemäß sicher eliminiert.
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Vorteilhafterweise erreichen nicht maßhaltige, beschädigte oder verschmutzte Bauteile erst gar nicht den Verarbeitungsprozess. Diese Bauteile werden erfindungsgemäß aktiv ausgeschleust. Fehlerhaft befüllte Fügeelemente insbesondere mit einer falschen Breite oder Länge werden vor der Verarbeitung des entsprechenden Fügeelements erkannt und aussortiert.
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Insbesondere kann frühzeitig bzw. nahe am Speicher- oder Befüllungsort der Fügeelemente ein Fehler erkannt werden. Insbesondere ist es vorteilhaft möglich, fehlerhafte Teile ohne weiteres Zutun auszuschleusen, indem diese automatisiert in einen Ausschussbehälter transportiert werden.
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Die Kontrollvorrichtung kann derart arbeiten, dass der Kontrollvorgang und Ausschleusvorgang parallel zur Hauptzeit des Prozesses erfolgt und sich nicht nachteilig auf eine Taktzeit der die Fügeelemente verarbeitenden Anlage auswirkt.
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Das Aufnahmevolumen des Transportschiebers ist insbesondere in Größe und/oder Form für die Aufnahme genau eines Fügeelements abgestimmt ausgebildet. Bei einer von der Rechnereinheit vorgegebenen entsprechenden Stellung des Transportschiebers ist das Aufnahmevolumen mit dem Messraum verbunden bzw. grenzt an diesen an bzw. ist insbesondere offen zum Messraum. Ausgehend von diesem Zustand wird beim Verschieben des Transportschiebers in eine erste oder zweite Richtung und damit einem Verschieben des Aufnahmevolumens, mit einem im Aufnahmevolumen vorhandenen Fügeelement, wieder eine nicht dem Aufnahmevolumen zugehörige Anlagefläche vom Transportschieber bereitgestellt. Dies bedeutet, dass in sämtlichen möglichen Stellungen des Transportschiebers, bei welchen das Aufnahmevolumen nicht am Messraum zur Aufnahme eines Fügeelements bereitsteht, die Anlagefläche am Transportschieber am Messraum angrenzt und so unmittelbar nach der Aufnahme eines Fügeelements im Aufnahmevolumen ein Messen eines nächsten Fügeelements stattfinden kann, ohne dass eine Verzögerung aufgrund einer Wartezeit eintritt.
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Ein weiterer wesentlicher Aspekt zeichnet sich dadurch aus, dass die Messeinheit einen angetrieben bewegbaren und bei einem Messvorgang mit einem Fügeelement in Anlage bringbaren Messkolben und Sensormittel umfasst, um mit den Sensormitteln Positionsdaten des Messkolbens zu erfassen, auf deren Grundlage die Ermittlung des Außenmaßes des Fügeelements erfolgt. Auf diese Weise wird eine robuste, platzsparende und zuverlässige Messung eines Außenabmaßes eines Fügeelements bereitgestellt.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Anlagefläche an einem verschiebbaren Transportschieber vorgesehen ist, mit welchem das Fügeelement nach der Ermittlung des Außenmaßes an eine Weitertransportstelle weiterbewegbar ist. Mit dieser Anordnung kann kompakt und in kurzen Taktraten das Vermessen und der Weitertransport eines Fügelements erfolgen.
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Insbesondere weist der Transportschieber ein daran vorhandenes Aufnahmevolumen auf, so dass nach erfolgter Ermittlung des Außenmaßes des Fügeelements das Fügelement im Aufnahmevolumen an die Weitertransportstelle versetzbar ist.
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Die Breite des Aufnahmevolumens in einer Verschieberichtung des Transportschiebers betrachtet ist insbesondere auf eine Breite des Messraums in dieser Richtung abgestimmt. Die Breite bzw. Größe des Messraums wiederum ist auf die möglichen auftretenden Größen des Fügeelements abgestimmt. Die Breite des Aufnahmevolumens entspricht insbesondere genau oder zumindest nahezu der Breite des Messraums. In der Messposition des Transportschiebers ist eine Seite des Messraums, welche einer Fügeelement-Zuführung gegenüberliegt, insbesondere komplett von der Anlagefläche des Transportschiebers gebildet. Weitere Wände des im Schnitt U- bzw. kanalförmigen Messraums sind in der Regel positionsfest. Eine Seite des Messraums, welche zum Beispiel der Anlagefläche am Transportschieber über eine Höhe des Messraums beabstandet gegenüberliegt, ist bevorzugt frei, so dass über diese offene Seite das jeweilige Fügeelement vom Speicherort über eine Zuführung in den Messraum gelangen kann. Die Förderung des Fügeelements erfolgt bevorzugt pneumatisch ggf. schwerkraftunterstützt.
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Der Transportschieber ist insbesondere von der Rechnereinheit kontrolliert antreibbar, vorteilhafterweise pneumatisch antreibbar oder auf andere Weise z. B. motorisch. Dabei ist gemäß einer vorteilhaften Variante die Bewegungsrichtung des Transportschiebers quer zur Förderrichtung des Fügeelements bezogen auf die Richtung, in welcher ein Fügeelement in den Messraum eintritt.
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Die Erfindung wird auch der Problematik gerecht, dass bei quer zu einer Längsachse des Fügeelements geförderten Fügeelementen, wie beispielsweise Halbhohlstanznieten, konstruktiv bedingt vergleichsweise viel Teile, welche zur Förderleitung für die Förderung der Fügeelemente gehören, geometrisch abhängig sind von dem Durchmesser und häufig auch von der Länge des Fügeelements. Dadurch kommt es aufgrund unterschiedlicher Längen der Fügeelemente, auch bei ansonsten gleichen Fügeelement-Abmessungen, zu einer unerwünscht hohen Teilevielfalt bezüglich der Fördervorrichtung zum Fördern der Fügeelemente mit jeweils geringeren Stückzahlen und in der Folge zu hohen Kosten. Die Kosten für diese Teile ergeben sich insbesondere durch die Konstruktion und Produktpflege, die Herstellung bzw. Produktion, die Lagerhaltung und die Ersatzteilbevorratung insbesondere beim Anwender.
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Vorteilhafterweise werden die Fügeelemente quer zu ihrer Längsrichtung auf dem Weg von einem Speicherort zu einer Verarbeitungsstelle einzeln bzw. aneinandergereiht z. B. in einer Kette gefördert.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermeidet diese Nachteile. Insbesondere kann die Fügeelement-Kontrollvorrichtung so ausgebildet sein, dass diese konstruktiv in vorhandenen Bereichen einer Förderstrecke für das Fügeelement, beispielsweise von einem Fügeelement-Speicher bzw. einer Fügeelement-Vereinzelungsanordnung bis zum Fügeort bzw. zu einer Verarbeitungsstelle problemlos integrierbar ist, um das Maß zum Beispiel einer Länge und/oder Breite des Fügeelements zu kontrollieren und weitere entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Dabei kann das Außenabmaß des Fügeelements über sämtliche praxisrelevante Bereiche vorgegeben bzw. erweitert werden. Damit kann mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine universelle Kontrollfunktion insbesondere durch programmierbare Vorgabe des Wertes des zu messenden bzw. zu kontrollierenden Außenmaßes bereitgestellt werden. Damit wird eine maximale Universalität der Gesamtanlage zur Förderung und Verarbeitung von Fügeelementen wie beispielsweise Nietanordnungen mit Nietwerkzeugen erreicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist der Messkolben eine Vorderseite auf und ist aus einer vorgebbaren Startposition in Richtung des im Messraum in vordefinierter Position vorgelegten Fügeelements angetrieben bewegbar, wobei die Ermittlung des Außenmaßes des Fügeelements auf Basis des Messabstandes zwischen einer Wand des Messraums und der mit dem Fügeelement in Kontakt bringbaren Vorderseite des Messkolbens erfolgt, wenn das Fügeelement zwischen der Wand und der Vorderseite des Messkolbens anliegend eingeklemmt ist.
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Bevorzugt wirkt der angetrieben z. B. hin und her versetzbare Messkolben mit Sensormitteln zur Erfassung von Positions- bzw. Wegdaten des Messkolbens zusammen.
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Die Funktion des Messkolbens kann derart sein, dass ein im Messraum aus der Förderleitung vorgelegtes dort ruhendes Fügeelement vom Messkolben beaufschlagt wird. Beispielsweise kann die in einer Bewegungsrichtung des Messkolbens endständig vorhandene Vorderseite am Messkolben gegen eine Außenseite des Fügeelements gefahren werden, wobei der Messkolben sich so lange in diese Richtung weiterbewegt, bis das vor dem Messkolben hergeschobene Fügeelement mit einer der Außenseite gegenüberliegenden Seite gegen einen definiert bzw. positionsfest vorhandenen Wandabschnitt am Messraum gedrückt wird. Da die dabei erreichte Endposition des Messkolbens von den Sensormitteln erfasst wird, kann ein Außenmaß des zwischen der Messkolben-Vorderseite und dem betreffenden Wandabschnitt am Messraum kontaktierend eingeklemmten Fügeelements ermittelt werden. Dabei ist zum Beispiel durch einmaliges oder regelmäßiges Kalibrieren des Messkolbens, neben der absoluten Position des betreffenden Wandabschnitts am Messraum eine Start- bzw. Bezugsposition des Messkolbens zu ermitteln und in der übergeordneten Rechnereinheit zu hinterlegen. Beispielsweise kann bei der Kalibrierung der Abstand der Vorderseite des Messkolbens zum betreffenden Wandabschnitt am Messraum in einer von den Sensormitteln definiert erfassten Bezugsposition des Messkolbens, beispielsweise in einer zurückgefahrenen Startposition des Messkolbens, erfasst und für sämtliche nachfolgenden Messungen zugrundegelegt werden. Mit dem Erreichen der an einem im Messraum vorgelegten Fügeelement anliegenden Endposition des Messkolbens unter Kenntnis der absoluten Position des betreffenden Wandabschnitts am Messraum kann ein Abstand der Vorderseite des Messkolbens zum betreffenden Wandabschnitt am Messraum errechnet werden, welche dem Außenmaß des dazwischen eingeklemmten Fügeelements entspricht. Ist das Fügeelement mit seiner Längsachse parallel zur Bewegungsachse des Messkolbens zwischen dem Messkolben und dem betreffenden Wandabschnitt am Messraum eingespannt, ist das ermittelte Außenabmaß die Länge des Fügeelements. Ist ein Fügeelement dazu quer ausgerichtet eingespannt kann entsprechend die Breite des Fügeelements gemessen werden. Jeder gemessene Wert für jedes einzelne Fügeelement wird mittels der Rechnereinheit dann mit einem zuvor in der Rechnereinheit hinterlegten allgemein für alle Fügeelemente gültigen Vergleichswert für das betreffende Außenmaß verglichen und so eine Entscheidung über die weitere Verwendung des einzelnen Fügeelements getroffen.
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Dabei ist es vorteilhafterweise möglich, ein Außenmaß eines Fügeelements exakt zu messen, das vor dem beschriebenen Messvorgang in der vordefiniert vorgelegten Position bereits an dem betreffenden Wandabschnitt des Messraums anliegt oder etwas davon beabstandet ist, wobei beide Szenarien in der Praxis vorkommen können.
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Bei nicht exakt am Wandabschnitt anliegendem Fügeelement im Messraum wird beim Verschieben des Messkolbens das Fügeelement an den Wandabschnitt des Messraums verschoben, wobei dann der Messkolben blockiert ist bzw. ein Weiterbewegen in diese Richtung nicht mehr möglich ist. Der Endzustand des Messvorgangs ist damit erreicht.
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Vorteilhafterweise weist der Transportschieber auf einer dem Messraum zugewandten Seite eine Anlagefläche für ein vorgelegtes Fügeelement auf, wobei die Anlagefläche beidseitig des Aufnahmevolumens ausgebildet ist. Insbesondere liegen über das Aufnahmevolumen beabstandete Teilanlagefläche, die sich zur Anlagefläche ergänzen, in einer gemeinsamen Raumebene. Damit kann das Aufnahmevolumen zwischen den Teilanlageflächen des Transportschiebers insbesondere nach innen versetzt bzw. vertieft zu den Teilanlageflächen bereitgestellt werden. Ist der Transportschieber so positioniert, dass das Aufnahmevolumen an den Messraum anschließt, womit ein Fügeelement vom Messraum in das Aufnahmevolumen überführbar ist, gelangt beim anschließenden Verschieben des Transportschiebers abhängig von der Verschieberichtung des Transportschiebers eine der beiden Teilanlageflächen an die Stelle des Aufnahmevolumens. Das Aufnahmevolumen wird dabei an eine Weitertransportstelle von z. B. zwei unterschiedlichen Weitertransportstellen versetzt, so dass das aufgenommene Fügeelement diese eine Weitertransportstelle erreicht und dort aus dem Aufnahmevolumen an die Weitertransportstelle und von dort weiter an einen anschließenden Leitungsabschnitt gelangt. Das geleerte Aufnahmevolumen wird im Anschluss wieder an den Messraum heranbewegt, um dort das nächste zwischenzeitlich vermessene Fügeelement aufzunehmen.
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Es ist überdies vorteilhaft, dass der Transportschieber entlang einer Verschiebeachse des Transportschiebers zwischen gegenüberliegenden Anschlagflächen hin- und herbewegbar ist, wobei zumindest eine Anschlagfläche positionsfest aber versetzbar ist. Damit ist der Transportschieber insbesondere vorteilhaft pneumatisch angetrieben bewegbar.
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Nicht ausgeschlossen ist, dass beide Anschlagflächen nicht versetzbar positionsfest sind. Dann muss eine Möglichkeit vorgesehen werden, dass das Aufnahmevolumen bei einem Versetzen des Transportschiebers aus der bzw. in die Messposition an z. B. zwei Weitertransportstellen vorbeikommt und an genau einer vorgebbaren Weitertransportstelle das Fügeelement abgebbar ist, wobei von der Rechnereinheit vorgegeben entweder eine erste oder eine zweite Weitertransportstelle offen ist. Um genau eine der ersten und zweiten Weitertransportstelle zu öffnen, während gleichzeitig die andere Weitertransportstelle geschlossen ist, kann beispielhaft ein über die Rechnereinheit wahlweise verstellbarer Verschlussschieber zum Öffnen und Schließen der Weitertransportstellen dienen.
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Weiter ist es vorteilhaft, dass wenigstens eine Anschlagfläche einem angetrieben bewegbaren Anschlagschieber zugeordnet ist. Der Anschlagschieber ist insbesondere entlang der Bewegungsachse des Transportschiebers angetrieben bewegbar. Dies erfolgt bevorzugt pneumatisch zwischen zwei mechanischen Anschlägen, welche die Bewegung des Anschlagschiebers begrenzen.
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Vorteilhafterweise ist der Transportschieber derart verschiebbar, dass das Aufnahmevolumen abhängig von dem ermittelten Außenmaß eines in dem Messraum vorgelegten Fügeelements an eine erste oder eine zweite Weitertransportstelle versetzbar ist.
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Insbesondere sind genau drei vorgegebene Stellungen des Transportschiebers einrichtbar. In einer ersten Schieberstellung befindet sich das Aufnahmevolumen an einer ersten Weitertransportstellung, in einer zweiten Schieberstellung öffnet sich das Aufnahmevolumen zum Messraum hin und in einer dritten Schieberstelle ist das Aufnahmevolumen an eine zweite Weitertransportstelle verschoben. Bevorzugt befindet sich der Anschlagschieber in den ersten und der zweiten Schieberstellung des Transportschiebers in einer Grundposition, aus der der Anschlagschieber nur wegbewegt wird, wenn der Transportschieber die dritte Schieberstellung einnehmen soll.
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Ein vermessenes Fügeelement, dessen Außenmaß außerhalb eines Referenzbereichs des Außenmaßes liegt, wird damit sicher über eine der beiden Weitertransportstellen ausgeschleust, alle anderen im Außenmaß für eine Verarbeitung geeignete Fügeelemente gelangen über die andere Weitertransportstelle zur Verarbeitungsstelle.
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Vorteilhafterweise ist die Rechnereinheit ausgebildet, dass der Anschlagschieber und der Transportschieber derart aufeinander abgestimmt sind, dass der Anschlagschieber die Verschiebung des Transportschiebers vorgibt. Dies ermöglicht es, die beiden Schieber pneumatisch zu betreiben. Der Transportschieber kann in kurzen Taktzeiten bzw. von der Rechnereinheit vorgebbar jeweils eine von drei Schieberstellungen einnehmen. Der Anschlagschieber muss in der Regel nur vergleichsweise selten bewegt werden.
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Auch ist es vorteilhaft, dass die Rechnereinheit ausgebildet ist, dass der Anschlagschieber und der Transportschieber gleichzeitig antreibbar sind. Damit kann insbesondere das Erreichen und wieder Zurückstellen einer dritten Schieberstellung des Transportschiebers zeitsparend realisiert werden. In allen anderen Betriebsphasen, welche die überwiegende Betriebszeit betrifft bzw. die Regelbetriebsart darstellt, muss lediglich der Transportschieber hin- und herbewegt werden.
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Weiter ist es vorteilhaft, dass eine Zuführleitung für ein Zuführen von wenigstens einem Fügeelement in den Messraum vorgesehen ist, wobei sich ein Mündungsabschnitt der Zuführleitung in Richtung der Anlagefläche des Transportschiebers öffnet.
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Eine vorteilhafte Variante der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Transportschieber derart verschiebbar ist, dass das Aufnahmevolumen wahlweise an zwei unterschiedliche Weitertransportstellungen bewegbar ist, wobei eine Weitertransportstelle einen Weitertransport eines Fügeelements aus dem Aufnahmevolumen in eine jeweilige Abführleitung ermöglicht. So kann beispielweise eine Abführleitung zur Verarbeitungsstelle führen bzw. es kann eine andere Abführleitung zu einem Behälter führen, in welchem nicht geeignete bzw. beschädigte oder fehlerhafte Fügeelemente ausgeschleust und gesammelt werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Förderanlage zum Fördern von Fügeelementen mit einer Vorrichtung wie oben beschrieben. Damit lassen sich die Vorteile der oben beschriebenen Vorrichtungen für eine Förderanlage zum Fördern von Fügeelementen wie beispielsweise Halbhohlstanznieten realisieren.
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Figurenbeschreibung
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung näher erläutert. Im Einzelnen zeigt:
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1 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt,
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2 einen vergrößerten Abschnitt aus 1,
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3 einen weiteren vergrößerten Ausschnitt der Vorrichtung in einem Betriebszustand gemäß der 1 und 2 unter Weglassung eines Gehäuseteils,
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4 die Ansicht gemäß 3 in einem anderen Betriebszustand und
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5 die Ansicht gemäß 3 und 4 in einem weiteren Betriebszustand.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kontrolle eines Außenmaßes eines Fügeelements ist als Niet-Kontrolleinheit bzw. als Kontrolleinheit 1 mit einem blockförmigen Basisbauteil 20 zur Nietlängenmessung ausgebildet, der eine Nietvorrichtung (nicht dargestellt) mit einem Nietwerkzeug zur Verarbeitung von Nieten nachgeschaltet ist, welche von der Kontrolleinheit 1 mit von der Kontrolleinheit 1 geprüften Nieten versorgt wird. Eine Rechnereinheit der Kontrolleinheit 1 ist übergeordnet zum Betrieb der Kontrolleinheit 1 bzw. für sämtliche Vorgänge der Kontrolleinheit 1 ggf. auch für die Nietvorrichtung ebenfalls vorhanden (nicht gezeigt) und entsprechend mit den betreffenden Elementen verbunden. Des Weiteren sind pneumatische bzw. elektrische Versorgungsleitungen nicht oder nur dazugehörige Anschlussstellen gezeigt.
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Die Kontrolleinheit 1 wird über eine Zuführleitung 2 mit einem Zuführkanal 3 mit Halbhohlstanznieten versorgt. In den Figuren ist exemplarisch ein Halbhohlstanzniet 4 und ein Halbhohlstanzniet 18 (s. 3) gezeigt, welche einzeln nacheinander in Richtung gemäß Pfeil P1 von einer nicht dargestellten Nietelement-Vorlage an einen Messraum 5 im Basisbauteil 20 einer Messeinheit der Kontrolleinheit 1 herantransportiert wurden, beispielsweise pneumatisch mit einem Förderluftstrom. Der Halbhohlstanzniet 4 ist das dem Halbhohlstanzniet 18 nächst nachfolgende Fügeelement, welches die Kontrolleinheit 1 durchläuft.
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Über die in der Form der Außenkontur der zu verarbeitenden Fügeelemente bzw. Halbhohlstanznieten 4, 18 größtenteils nachgebildete Zuführleitung 2 werden im Dauerbetrieb der Nietvorrichtung nacheinander weitere dem Halbhohlstanzniet 4 nachfolgende Nietelemente aus der Nietelement-Vorlage der Kontrolleinheit 1 auf entsprechende Weise zugeführt und nach Durchlauf der Kontrolleinheit 1 weitertransportiert. Der Durchlauf eines Halbhohlstanzniets durch die Kontrolleinheit 1 ist nachfolgend erläutert.
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Der Halbhohlstanzniet 4 ist zur Förderrichtung P1 mit seiner Längsachse L quer ausgerichtet und gelangt in dieser vordefinierten Ausrichtung gemäß der 1 bis 3 in den Messraum 5. Im Messraum 5 erfolgt die Messung des Längenmaßes des Halbhohlstanzniets 4 in der vordefiniert vorgelegten Position. Der Halbhohlstanzniet 4 wird mit der Zuführleitung 2 so herangefördert, dass eine flache ebene Oberseite 4a eines Kopfes des Halbhohlstanzniets 4 in flächige Anlage an einer definierten Begrenzungswand 6 des Messraums 5 kommt, womit sich der Halbhohlstanzniet 4 stillstehend und für einen nachfolgenden Messvorgang mit seiner Längsachse L definiert ausgerichtet im Messraum 5 befindet.
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Dabei berührt die Oberseite 4a eine ebenfalls flache ebene Messfläche 7 der Begrenzungswand 6. Zur Längenmessung des Halbhohlstanzniets 4 ist ein von der Rechnereinheit kontrolliert z. B. pneumatisch angetrieben bewegbarer Messkolben 8 vorgesehen, welcher gemäß des Pfeils P2 zum Messraum 5 hin- und gemäß des Pfeils P3 vom Messraum 5 wegbewegbar ist. Im Endzustand bzw. am Ende der Messung, was die 1 und 2 zeigen, berührt eine Stirnfläche 8a des Messkolbens 8 eine entlang der Längsachse L gegenüber der Oberseite 4a liegende Unterseite des Halbhohlstanzniets 4.
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Dabei ist der Halbhohlstanzniet 4 leicht eingeklemmt zwischen der Messfläche 7 und der Stirnfläche 8a.
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Es ist auch möglich, dass der Messkolbens 8 bzw. dessen Stirnseite mit der Stirnfläche so ausgebildet ist, dass der Messkolben 8 bei der Messung in eine unterseitig vorhandene Vertiefung des Halbhohlstanzniets 4, die z. B. in der Art einer Delle ausgestaltet ist, eingreift.
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Ein bei der Messung aus einer zurückgezogenen definierten Position des Messkolbens zurückgelegter Weg des Messkolbens 8 bzw. ein Positionswert des Messkolbens 8 am Ende der Messung wird von einer Sensoranordnung 9 erfasst und an die Rechnereinheit weitergegeben, wo auf Grundlage dieser Daten die Länge des Halbhohlstanzniets 4 ermittelt wird, welche mit einem Längen-Referenzwert bzw. Längen-Referenzbereich verglichen wird. Mit dieser Information findet eine Weiterverarbeitung in der Rechnereinheit dahingehend statt, dass abhängig davon der Halbhohlstanzniet 4 entweder an einen Verarbeitungsort für Halbhohlstanzniete mit dem Nietwerkzeug oder an eine andere Stelle zum Ausschleusen bzw. Sammeln nicht geeigneter Halbhohlstanzniete gelangt.
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Für die den Messkolben 8 betreffende Weg- und/oder Positionsermittlung ist ein mit dem Messkolben 8 verbundener Verlängerungsabschnitt 10 vorhanden, welcher bis zur Sensoranordnung 9 reicht und mit dieser zusammenwirkt.
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In der nicht dargestellten Rechnereinheit, die zum Beispiel eine Steuer- bzw. Auswerteeinheit umfasst, wird ein ermitteltes Längenmaß des Halbhohlstanzniets 4 mit dem Referenzwert z. B. mit voreingestellten Grenzwerten z. B. oberen und unteren Grenzwerten verglichen und eine ”gut/schlecht”-Bewertung vorgenommen. Auf Basis der Bewertung wird von der Rechnereinheit kontrolliert der Halbhohlstanzniet 4 mit Hilfe von nachfolgend näher beschriebenen Transportmitteln entweder in einen Förderkanal 11 oder alternativ in einen Ausschusskanal 12 weiterbewegt.
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In der Zuführleitung 2, welche als Versorgungskanal für Fügeelemente dient, gelangt ein einzelner Halbhohlstanzniet 4 oder gegebenenfalls mehrere Halbhohlstanzniete in die Kontrolleinheit 1. Dabei wird der Halbhohlstanzniet 4 bzw. ein vorderster Halbhohlstanzniet von einem Transportschieber 13 aufgehalten (siehe 3), der mit einer ebenen Anlagefläche 13a auf der zur Zuführleitung 2 weisenden Seite einen mechanischen Anschlag für den ankommenden Halbhohlstanzniet 4 bildet.
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In dieser aufgrund der Form der Zuführleitung 2 vordefiniert ausgerichteten Messposition des Halbhohlstanzniets 4 wird der Messkolben 8, insbesondere aus einer bekannten definierten Startstellung beispielsweise pneumatisch angetrieben gegen den Halbhohlstanzniet 4 gefahren, so dass der Messkolben 8 abgestoppt wird, wenn der Halbhohlstanzniet 4 mit seiner Oberseite 4a an der Messfläche 7 ansteht. Der bei einem Messvorgang zurückgelegte Weg und/oder die Position des Messkolbens 8 wird mit der Sensoranordnung 9 erfasst, wobei unter Kenntnis der in der Rechnereinheit hinterlegten Position der festen Messfläche 7 die Länge des Halbhohlstanzniets 4 ermittelt bzw. gemessen wird.
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Der Weitertransport des Halbhohlstanzniets 4 nach der Längenmessung erfolgt mit dem Transportschieber 13, der hierfür ein Aufnahmevolumen 16 in Form eines durchgehenden Lochs oder Schlitzes in dem ansonsten im Wesentlichen plattenförmigen Transportschieber 13 aufweist. Die Größe bzw. Form des Aufnahmevolumens 16 ist abgestimmt, ein Fügeelement bzw. ein Halbhohlstanzniet 4, 18 nach der Längenmessung aufzunehmen. Der Transportschieber 13 ist in einem an die Dicke des Transportschiebers 13 angepassten Schiebekanal 15 pneumatisch in eine erste Richtung P4 und in eine entgegengesetzte zweite Richtung P5 verschiebbar. Der Schiebekanal 15 wird in Verschieberichtung P4 von einer Wand 15a und in Verschieberichtung P5 von einer Wand 15b begrenzt.
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Gemäß 3 ist die Messsituation der Längenmessung des auf der Anlagefläche 13a aufliegenden Halbhohlstanzniets 4 gezeigt. Dabei ist der Transportschieber 13 maximal in Richtung 24 verschoben und steht stirnseitig an der Wand 15a an. Die Teile sind so abgestimmt, dass dabei das Aufnahmevolumen 16 mit dem darin aufgenommenen Halbhohlstanzniet 18 exakt bündig ist mit einer ersten Weitertransportstelle 17 im Basisbauteil 20, welche in Verschiebrichtung 24 des Transportschiebers 13 zum Messraum 5 lateral versetzt und auf der gegenüberliegenden Seite am Schiebekanal 15 vorhanden ist.
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3 zeigt den Zustand unmittelbar bevor der als ”in Ordnung” gemessene Halbhohlstanzniet 18 pneumatisch und/oder durch sein Eigengewicht gemäß 26 in die unterhalb liegende Weitertransportstelle 17 fällt und von dort über den Förderkanal 11 an die Verarbeitungsstelle weitertransportiert wird. Demgemäß befindet sich ein Anschlagschieber 14 in 3 in einer ausgefahrenen Position bzw. in einer ”in Ordnung”-Position” und gibt den Weg für den Transportschieber 13 derart frei, dass dieser in die gemäß 4 gezeigte Position gelangen kann. Dabei stößt der Transportschieber 13 an einer Schmalseite 14a des Anschlagschiebers 14 an, der über einen nicht ersichtlichen Anschlag in Richtung P4 nicht weiter als gemäß 3 bzw. 4 verschiebbar ist, wobei von der Gegenseite ein entsprechender größerer Druck ansteht, als auf den Transportschieber 13 in Richtung 25 wirkt.
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Anschließend mit leerem Aufnahmevolumen 16 wird der Transportschieber 13 in Richtung 25 zurück verschoben, bis eine Stirnseite des Transportschiebers 13 an dem definiert positionierten Anschlagschieber 14 ansteht. In dieser Abholposition zum Abholen eines Fügeelements aus dem Messraum 5 ist das Aufnahmevolumen 16 bündig zum Messraum 5, so dass der Halbhohlstanzniet 4 pneumatisch und/oder durch sein Eigengewicht vom Messraum 5 in das Aufnahmevolumen 16 gelangt, was 4 darstellt.
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Der von der Rechnereinheit kontrolliert ebenfalls pneumatisch im Schiebekanal 15 verschiebliche Anschlagschieber 14 ist in Verschieberichtung des Transportschiebers 13 betrachtet kürzer als der Transportschieber 13. Der Anschlagschieber 14 ist insbesondere so abgestimmt, dass der in Richtung 25 verschobene und an der Wand 15b anstehende Anschlagschieber 14 (s. 5) einen Anschlag für den Transportschieber 13 derart darstellt, dass der ebenfalls in Richtung 25 verschobene Transportschieber 13 stirnseitig an dem Anschlagschieber 14 ansteht und dabei das Aufnahmevolumen 16 exakt bündig ist mit einer Weitertransportstelle 19. So gelangt der als ”nicht in Ordnung” gemessene Halbhohlstanzniet 4 pneumatisch und/oder durch sein Eigengewicht in die Weitertransportstelle 19, welche zur Weitertransportstelle 17 parallel versetzt ist, und von dort weiter in den Ausschusskanal 12. Ein solcher Ausschleusvorgang eines Fügeelements wird von der Rechnereinheit dann vorgegeben ausgeführt, wenn die Kontrolle bzw. Längenmessung des Halbhohlstanzniets 4 diesen als Ausschuss bzw. als zu lang oder zu kurz identifiziert hat.
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Der Ausschusskanal 12 mündet insbesondere in einen Ausschuss- oder Abfallbehälter (nicht dargestellt). Mit der erfindungsgemäßen Kontrolleinheit 1 wird ein ungeeigneter Halbhohlstanzniet wie z. B. der Halbhohlstanzniet 4 aktiv und automatisiert aus dem System bzw. aus einer entsprechenden Anordnung ausgeschleust bzw. entfernt.
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Vorteilhafterweise ist abgesehen vom Zustand gemäß 4 in allen anderen Zuständen bzw. Anschlag- oder Zwischenstellungen des Transportschiebers 13 die Anlagefläche 13a einseitig begrenzend an dem Messraum 5 vorhanden, was es ermöglicht, dann einen nächsten Halbhohlstanzniet über die Zuführleitung 2 in den Messraum 5 zu fördern, was bevorzugt automatisch geschieht. So kann das Vermessen z. B. des Halbhohlstanzniets 4 der vorangegangen vermessene Halbhohlstanzniet 18 weitertransportiert werden, was 3 verdeutlicht. Umgekehrt kann mit dem Beginn des Weitertransports eines Fügeelements nach dem Messvorgang unmittelbar die Vermessung des nächsten Fügeelements mit dem Einbringen in den Messraum 5 beginnen.
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Dadurch kann wichtige Taktzeit im Durchlaufbetrieb der Nietvorrichtung gespart werden.
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Wie beschrieben kann der Halbhohlstanzniet 4 vorteilhaft aktiv aus dem System bzw. aus einer entsprechenden Anordnung ausgeschleust bzw. entfernt.
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Optional ist es möglich, die nicht dargestellte Rechnereinheit so zu programmieren, dass innerhalb einer gewissen Zahl von Messvorgängen, zum Beispiel 10, ein bestimmter Anteil von Halbhohlstanznieten nicht in Ordnung ist, oder diese Anzahl überschritten wird und mit hoher Wahrscheinlichkeit auf eine vorangegangene Fehlbefüllung der Anlage durch einen Bediener geschlossen werden kann, frühzeitig eine entsprechende Meldung ausgegeben wird. Die Fördereinrichtung, die Kontrolleinheit 1 bzw. die Nietvorrichtung kann dabei vorteilhaft weiterarbeiten.
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Die Rechnereinheit bzw. die Kontrolleinheit 1 kann derart abgestimmt sein, dass beispielsweise in einer der Kontrolleinheit 1 nachgelagerten Speicherstrecke eine Anzahl von als ”in Ordnung” identifizierte Fügeelemente vorgehalten wird. Die Anzahl dieser Fügeelemente ergibt einen Zeitraum, innerhalb dem der Bediener einen Fehler korrigieren kann, ohne dass der Betrieb der Anlage zum Stillstand kommt.
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Die geometrische Gestalt der Messfläche 7 und der Stirnseite 8a des Messkolbens 8, welche in den Figuren eben sind, kann mit einer auf eine dem betreffenden Fügeelement bzw. Halbhohlstanzniet entsprechend angepassten Kontur versehen werden. Damit kann auf einer oder beiden der genannten Flächen bzw. der Messfläche 7 und der Stirnseite 8a die Messfunktion entsprechend erweitert oder eingeschränkt werden. Beispielsweise kann das zu messende Maß am Halbhohlstanzniet ausgewählt werden.
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Diese Funktion kann durch weitere Einheiten mit jeweils einem Messkolben und einer dazugehörigen Sensoranordnung, welche aus anderen Richtungen als der Messkolben 8 auf das im Messraum 5 vorgelegte Fügeelement einwirken, zum Beispiel zusätzlich von oben, entsprechend erweitert werden. Hier können dann mehrere Messvorgänge ggf. zeitlich parallel oder seriell ablaufen.
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Die Kontrolleinheit 1 kann Teil einer Gesamtanlage zum Fördern bzw. Verarbeiten von Fügeelementen und/oder Funktionselementen sein, bei welcher die Leitungen bzw. Kanäle und Schläuche, in welchem sich die Fügeelemente bewegen, von mehr als einem bzw. von zwei Maßen des Fügeelements abhängig sind. Dies können beispielsweise die Länge und der Durchmesser oder die Länge und die Breite sein. Dabei können die Kanäle und die Schläuche bezüglich mindestens eines dieser Maße für ein größtes Maß eines Bereichs geschaffen sein, um durch eine Kontrolleinheit, welche die Fügeelemente einzeln auf eben diese Maße prüft, sicher zu stellen, dass nur diese Elemente in den Verarbeitungsprozess gelangen können. Weiterhin kann die Anlage für unterschiedliche Fügeelemente zumindest im Wesentlichen mechanisch aus gleichen Teilen bestehen und einfach bezüglich variabler Dimensionen umgestellt werden. Zum Beispiel kann dies durch umprogrammieren eines Grenzwertes für die Länge des Fügeelements in der Auswerte- und Steuereinheit der Kontrolleinheit erfolgen.
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Mit der vorliegenden Erfindung lassen sich insbesondere folgende Vorteile realisieren:
Die Kontrolleinheit ist vorteilhaft dahingehend, dass während des Weiterförderns eines als in Ordnung definierten Halbhohlstanzniets bereits ein nächster Halbhohlstanzniet vermessen werden kann. Vorteilhaft ist die Doppelfunktion des Transportschiebers 13 als Transportelement als auch als Anschlag für das zu vermessende Halbhohlstanzniet in der Messposition. Vorteilhafterweise sind im Gegensatz zu anderen Konstruktionen der Anschlagschieber 14 und der Transportschieber 13 gleichzeitig bewegbar. Außerdem wird der Anschlagschieber 14 ausschließlich im ”nicht in Ordnung” definierten Fall einer Messung eines Fügeelements bewegt. Im Regelfall ist nur der Transportschieber 13 angetrieben bewegbar.
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Insgesamt ist eine derartige Anlage robust und wenig störanfällig. Als Konstruktionselemente sind Pneumatikzylinder oder Analog-Ini für ein berührungsloses sehr genaues Messsystem einsetzbar.
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Außerdem erfolgt die Vermessung des Fügeelements vorteilhaft in einer hochdefinierten Messposition. Durch das mechanische Antasten des Fügeelements durch den Messkolben wird sicher gestellt, dass sich das Fügeelement absolut plan und lagerichtig in der Messposition befindet.
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Die Kontrolleinheit ermöglicht Universalanlagen zum Beispiel beim Halbhohlstanznieten für alle gängigen Längen eines Nenndurchmessers, welche mechanisch 100% teilegleich sind, ohne Risiko, dass im Produktionseinsatz ein falscher Niet bis zum Bauteil gelangt. Dies führt zu einer immensen Ersparnis trotz großer Teilevielfalt mit z. B. 13 unterschiedlichen Nennlängen bei 2 unterschiedlichen Nenndurchmessern der Fügeelemente.
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Bei Anwendungen, bei welchen sich das verwendete Fügeelement ändert, zum Beispiel bei Änderungen am Bauteil oder im Bereich von Labor- und Vorserienanwendungen, kann hier ohne mechanischen Umbauaufwand flexibel darauf reagiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kontrolleinheit
- 2
- Zuführleitung
- 3
- Zuführkanal
- 4
- Halbhohlstanzniet
- 4a
- Oberseite
- 5
- Messraum
- 6
- Begrenzungswand
- 7
- Messfläche
- 8
- Messkolben
- 8a
- Stirnfläche
- 9
- Sensoranordnung
- 10
- Verlängerungsabschnitt
- 11
- Förderkanal
- 12
- Ausschusskanal
- 13
- Transportschieber
- 13a
- Anlagefläche
- 14
- Anschlagschieber
- 14a
- Schmalseite
- 15
- Schiebekanal
- 15a, 15b
- Wand
- 16
- Aufnahmevolumen
- 17
- Weitertransportstelle
- 18
- Halbhohlstanzniet
- 19
- Weitertransportstelle
- 20
- Basisbauteil
