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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anbringen von Verbindungselementen.
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Bei der Herstellung von Anhängern für Lastkraftwagen werden Bodenplatten auf einer Tragstruktur des Anhängers befestigt. Die Tragstruktur kann hierzu mit Gewindebohrungen versehen sein und die vorgefertigten Bodenplatten enthalten Durchgangsöffnungen, die im aufgelegten Zustand der Bodenplatten mit den Gewindebohrungen fluchten sollen. Um eine gewisse Toleranz sowohl bei der Positionierung der Gewindebohrungen als auch der Durchgangsbohrungen zu erlauben, können die Durchgangsbohrungen in den Bodenplatten einen größeren Durchmesser aufweisen als die Gewindebohrungen in der Tragstruktur. Das Einsetzen von Schrauben durch die Durchgangsbohrungen hindurch und in die Gewindebohrungen ist oft mühsam. Da Durchgangsbohrungen und Gewindebohrungen nicht zwingend fluchten, ist ein automatisches Einsetzen von Schrauben in die Gewindebohrungen in der Regel nicht möglich. Die Schrauben müssen daher von Hand positioniert werden und können erst dann mit einem Schrauber eingedreht werden.
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Mit der Erfindung soll ein Verfahren zum Anbringen von Verbindungselementen und eine Vorrichtung zum Anbringen von Verbindungselementen bereitgestellt werden, die einerseits einfach aufgebaut ist und andererseits das zumindest teilautomatisierte Anbringen von Verbindungselementen ermöglicht.
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Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren zum Anbringen von Verbindungselementen, insbesondere zum Einsetzen von Schrauben, Nieten oder Muttern, in vorhandene Bohrungen oder auf vorhandene Vorsprünge vorgesehen, wobei das Verfahren mittels einer Vorrichtung mit einer Tasteinheit, einer Verfahreinheit und einer Verbindungseinheit auf einer gemeinsamen Vorrichtungsbasis durchgeführt wird und folgende Schritte aufweist:
- – Einführen eines Tastorgans der Tasteinheit in eine vorhandene Bohrung oder auf einen vorhandenen Vorsprung,
- – mittels der Verfahreinheit Entfernen des Tastorgans aus der vorhandenen Bohrung oder von dem vorhandenen Vorsprung und Positionieren der Verbindungseinheit fluchtend zu der vorhandenen Bohrung oder dem vorhandenen Vorsprung und
- – automatisches Einsetzen eines Verbindungselements in die vorhandene Bohrung oder auf den vorhandenen Vorsprung mittels der Verbindungseinheit.
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Die Verwendung eines Tastorgans zum mechanischen Bestimmen der Position einer vorhandenen Bohrung oder eines vorhandenen Vorsprungs erlaubt einen sehr einfachen konstruktiven Aufbau und gleichzeitig eine präzise, verlässliche Positionserfassung. Wesentlich ist dabei, dass die Tasteinheit auf einer gemeinsamen Vorrichtungsbasis angeordnet ist. Nach dem Einführen des Tastorgans der Tasteinheit in eine vorhandene Bohrung oder auf einen vorhandenen Vorsprung ist dadurch die Position der Bohrung oder des Vorsprungs relativ zur Vorrichtungsbasis bekannt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daraufhin mittels der Verfahreinheit das Tastorgan aus der vorhandenen Bohrung oder von dem vorhandenen Vorsprung entfernt und die Verbindungseinheit wird fluchtend zu der vorhandenen Bohrung oder dem vorhandenen Vorsprung positioniert. Eine solche Positionierung der Verbindungseinheit fluchtend zu der vorhandenen Bohrung oder dem vorhandenen Vorsprung ist mit einfachen Mitteln machbar, da, wie ausgeführt, ja eine Position der Bohrung oder des Vorsprungs relativ zur gemeinsamen Vorrichtungsbasis bekannt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dann ein Verbindungselement automatisch in die vorhandene Bohrung oder auf den vorhandenen Vorsprung mittels der Verbindungseinheit angebracht.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich in überraschend einfacher Weise der Anteil an Handarbeit beim Anbringen von Verbindungselementen in vorhandene Bohrungen oder auf vorhandenen Vorsprüngen wesentlich reduzieren. Gerade beim Befestigen von Bodenplatten auf der Trägerstruktur eines Nutzfahrzeuganhängers können hier erhebliche Zeiteinsparungen realisiert werden und vor allem können die Arbeiten von einem Bediener in einer ergonomisch vorteilhaften Position durchgeführt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist der Schritt des Fixierens der Vorrichtungsbasis relativ zu einer Oberfläche, in der die Bohrung oder an der der Vorsprung vorhanden ist, nach dem Einführen des Tastorgans in die vorhandene Bohrung oder auf den vorhandenen Vorsprung vorgesehen.
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Das Fixieren der Vorrichtungsbasis erleichtert das nachfolgende Positionieren der Verbindungseinheit fluchtend zu der vorhandenen Bohrung oder dem vorhandenen Vorsprung erheblich, da die Verbindungseinheit dann lediglich in die Position der Tasteinheit beim vorherigen Einführen des Tastorgans bewegt werden muss.
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In Weiterbildung der Erfindung bewirkt die Verfahreinheit eine Verschiebung der Tasteinheit und der Verbindungseinheit senkrecht zu einer Einführrichtung des Tastorgans.
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Auf diese Weise lässt sich eine einfache konstruktive Ausgestaltung bei gleichzeitig präziser Positionierung erzielen. Eine Begrenzung des Verfahweges erfolgt beispielsweise durch Anschläge.
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In Weiterbildung der Erfindung wird das Erreichen einer vordefinierten Eindringtiefe beim Einführen des Tastorgans angezeigt.
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Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Tastorgan die Bohrung oder den Vorsprung bis zu einer vorgesehenen Einschraubtiefe passiert hat. Dies gibt für das nachfolgende Anbringen eines Verbindungselements die Sicherheit, dass dieses Verbindungselement sich in der vorhandenen Bohrung oder auf dem vorhandenen Vorsprung bis zu einer vorgesehenen Tiefe erstrecken kann.
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In Weiterbildung der Erfindung wird eine Eindringtiefe beim Einführen des Tastorgans überwacht.
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Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass das Verbindungselement erst dann eingesetzt wird, wenn mittels des Tastorgans festgestellt wurde, dass das Verbindungselement sich bis in eine vorgesehene Tiefe erstrecken kann. Ist beispielsweise eine vorhandene Bohrung oder ein vorhandener Vorsprung so beschädigt, dass das Tastorgan nicht bis zu einer vorgesehenen Eindringtiefe vordringen kann, wird eine Fehlermeldung ausgegeben und es wird gar nicht erst versucht, ein Verbindungselement anzubringen.
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In Weiterbildung der Erfindung sind folgende Schritte vorgesehen:
- – Positionieren eines als Taststift ausgebildeten Tastorgans fluchtend zu einer ersten vorhandenen Bohrung in einer ersten Oberfläche, auf der die Vorrichtungsbasis aufsitzt, mittels Verschieben der Vorrichtungsbasis relativ zu der ersten Oberfläche,
- – Einführen des Taststifts in die vorhandene erste Bohrung,
- – Positionieren des Taststifts fluchtend zu einer zweiten vorhandenen Bohrung, die die erste vorhandene Bohrung fortsetzt, wobei die erste und die zweite vorhandene Bohrung nicht zwingend fluchtend und nicht zwingend koaxial zueinander angeordnet sind und nicht zwingend den gleichen Durchmesser aufweisen,
- – Einführen des Taststifts in die vorhandene zweite Bohrung,
- – Überwachen einer Eindringtiefe des Taststifts in die erste und zweite vorhandene Bohrung und
- – Anzeigen des Erreichens einer vordefinierten Eindringtiefe beim Einführen des Taststifts in die zweite vorhandene Bohrung.
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Diese Verfahrensschritte eignen sich in ganz besonderer Weise dafür, das automatische Verschrauben von vorgebohrten Bodenplatten mit einer ebenfalls vorgebohrten Trägerstruktur eines Nutzfahrzeuganhängers zu bewirken. Ein Taststift kann, beispielsweise durch einen Bediener, in einfacher Weise oberhalb eines vorgebohrten Lochs in einer Bodenplatte angeordnet werden. Dies ist problemlos möglich, da die Öffnung in der Bodenplatte ja von der Oberseite her sichtbar ist. Nachfolgend wird der Taststift in die erste Bohrung in der Bodenplatte eingeführt. Wenn nun die erste Bohrung in der Bodenplatte und die zweite Bohrung in der Trägerstruktur zueinander fluchten oder beispielsweise exakt konzentrisch ausgeführt sind, so kann der Taststift in der Regel ohne weiteres Positionieren, d.h. seitliches Verschieben, auch in die zweite Bohrung eingeführt werden. Ist die zweite Bohrung aber, was der Normalfall ist, aufgrund von Fertigungstoleranzen seitlich versetzt zu der ersten Bohrung, so kann nun der Taststift innerhalb der ersten Bohrung durch einfaches seitliches Verschieben oberhalb der zweiten Bohrung angeordnet werden. Sobald der Taststift oberhalb der zweiten Bohrung angeordnet ist, kann dieser in die zweite Bohrung eingeführt werden. Die relative Position der Vorrichtungsbasis zu der zweiten Bohrung ist dadurch bekannt und, wenn die vordefinierte Eindringtiefe des Taststifts in die zweite vorhandene Bohrung erreicht ist, kann der Taststift wieder aus der Bohrung herausgezogen werden, die Verbindungseinheit kann an die zuvor bestimmte Position des Taststifts bewegt und eine automatische Verschraubung der Bodenplatte mit der Trägerstruktur kann vorgenommen werden.
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Das Einführen des Taststifts in die zweite Bohrung kann dabei erheblich erleichtert werden, wenn der Taststift in Richtung der zweiten Bohrung vorgespannt ist. Der Taststift muss dann lediglich innerhalb der ersten Bohrung seitlich so lange bewegt werden, bis er automatisch in die zweite Bohrung vordringt. Dies kann das Ausrichten des Taststifts erheblich erleichtern, da in der Regel die zweite Bohrung von der Oberseite der Bodenplatten nicht ohne weiteres zu erkennen ist. Ein Laserkreuz kann bei der Positionierung des Taststifts im Wesentlichen fluchtend zu der ersten Bohrung und/oder der zweiten Bohrung unterstützend verwendet werden.
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Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch eine Vorrichtung zum Anbringen von Verbindungselementen in vorhandene Bohrungen oder auf vorhandene Vorsprünge mit einer Tasteinheit, einer Verfahreinheit, einer Verbindungseinheit und einer gemeinsamen Vorrichtungsbasis für die Tasteinheit, die Verfahreinheit und die Verbindungseinheit gelöst, wobei die Tasteinheit ein Tastorgan zum Einführen in eine vorhandene Bohrung oder auf einen vorhandenen Vorsprung aufweist, wobei die Verfahreinheit zum Entfernen des Tastorgans aus der Bohrung oder von dem Vorsprung und zum Positionieren der Verbindungseinheit fluchtend zu der Bohrung oder zu dem Vorsprung vorgesehen ist und wobei die Verbindungseinheit zum Einsetzen eines Verbindungselements in die vorhandene Bohrung oder auf den vorhandenen Vorsprung vorgesehen ist.
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Vorteilhafterweise sind Mittel zum Vorspannen des Tastorgans in Einführrichtung vorgesehen.
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Auf diese Weise kann das Tastorgan bei korrekter Positionierung automatisch in die Bohrung einschnappen oder auf den Vorsprung aufschnappen. Ein Sichtkontakt eines Bedieners zu der vorhandenen Bohrung oder dem vorhandenen Vorsprung ist dadurch nicht unbedingt erforderlich.
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In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel zum Überwachen einer Eindringtiefe des Tastorgans vorgesehen.
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Erst dann, wenn das Tastorgan bis zu einer vordefinierten Eindringtiefe vorgedrungen ist, kann sichergestellt werden, dass das Verbindungselement korrekt angebracht werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dadurch eine sichere und korrekte Anordnung des Verbindungselements gewährleistet werden.
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In Weiterbildung der Erfindung ist das Tastorgan als Taststift ausgebildet.
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Ein massiver Taststift ist beispielsweise sehr gut für das Eindringen in vorhandene Bohrungen geeignet. Der Taststift weist zweckmäßigerweise dabei einen Außendurchmesser auf, der nur geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser einer vorgesehenen Schraube. Auf diese Weise kann eine sehr exakte Positionierung der Tasteinheit und später der Verbindungseinheit erfolgen, so dass eine Schraube zuverlässig in die vorhandene Bohrung eingeschraubt werden kann. Der Taststift kann dann, wenn beispielsweise eine Mutter auf einen vorhandenen Schraubbolzen aufgeschraubt werden soll, rohrförmig ausgebildet sein. Der Taststift wird dann über den Schraubbolzen bis zu einer vorgesehenen Eindringtiefe geschoben. Auch in diesem Fall ist dann die Position des Schraubbolzens relativ zur gemeinsamen Vorrichtungsbasis bekannt.
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In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel zum Fixieren der Vorrichtungsbasis relativ zu der Oberfläche, von der die vorhandene Bohrung oder der vorhandene Vorsprung ausgeht, vorgesehen.
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Solche Mittel zum Fixieren der Vorrichtungsbasis sind auf die Beschaffenheit und Anordnung der Oberfläche, in der die vorhandene Bohrung angeordnet ist bzw. auf der der vorhandene Vorsprung angeordnet ist, abgestimmt. Beim Anbringen von Bodenplatten auf der Tragstruktur eines Nutzfahrzeuganhängers kann es ausreichen, wenn die Mittel zum Fixieren der Vorrichtungsbasis einen rutschfesten Belag an der Unterseite der Vorrichtungsbasis aufweisen. Wird die Vorrichtungsbasis dann auf der Oberseite der Bodenplatten abgesetzt, verhindert der rutschfeste Belag durch die Gewichtskraft der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Verrutschen der Vorrichtungsbasis relativ zu der vorhandenen Bohrung. Die Mittel zum Fixieren der Vorrichtungsbasis können aber beispielsweise auch Magnete, Saugnäpfe oder dergleichen aufweisen, je nach Beschaffenheit der Oberfläche, auf der die Vorrichtungsbasis aufsitzt.
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In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel zum Bewegen der Vorrichtungsbasis relativ zu der Oberfläche, von der die vorhandene Bohrung oder der vorhandene Vorsprung ausgeht, vorgesehen.
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Solche Mittel zum Bewegen der Vorrichtung können beispielsweise Rollen oder Räder aufweisen. Diese Rollen oder Räder müssen nicht notwendigerweise angetrieben sein, sondern müssen lediglich eine Bewegung der Vorrichtungsbasis auf der Oberfläche ermöglichen. Eine Antriebskraft kann dann von einem Bediener aufgebracht werden. Die Mittel zum Bewegen der Vorrichtung können beispielsweise aber auch einen Vibrationserzeuger aufweisen. Die Vorrichtungsbasis wird dadurch in Schwingungen gehalten und kann ohne weiteres auf der Oberfläche seitlich bewegt werden. Wird der Vibrationserzeuger dann abgeschaltet, ruht die Vorrichtungsbasis durch ihr Eigengewicht sicher auf der Oberfläche.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen dargestellte Einzelmerkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen können dabei in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anbringen von Verbindungselementen,
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2 eine abschnittsweise Ansicht der Vorrichtung der 1 nach dem Einführen eines Taststifts in eine erste und eine zweite vorhandene Bohrung,
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3 eine abschnittsweise Darstellung der Vorrichtung der 1 in einem Zustand, in dem ein Taststift in eine erste vorhandene Bohrung eingeführt ist und
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4 eine teilweise geschnittene Darstellung eines Tastorgans der Vorrichtung der 1.
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Die Darstellung der 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum automatischen Anbringen von Verbindungselementen, im dargestellten Fall von Schrauben. Die anzubringenden Schrauben sind dafür vorgesehen, Bodenplatten 12 mit einer lediglich schematisch dargestellten Tragstruktur 14 eines Nutzfahrzeuganhängers zu verbinden. Die Bodenplatten 12 sind hierfür auf die Tragstruktur 14 aufgelegt. Die Bodenplatten 12 weisen erste durchgehende Bohrungen 16 auf und die Tragstruktur weist zweite Bohrungen 18, die als Gewindebohrungen ausgebildet sind, auf, wobei in der Darstellung der 1 jeweils lediglich eine erste Bohrung 16 und eine zweite Bohrung 18 oder Gewindebohrung dargestellt sind. Die Vorrichtung 10 steht mit einer Vorrichtungsbasis 20 auf der Oberseite der Bodenplatte auf.
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Wie bereits in 1 zu erkennen ist, weist die erste Bohrung 16 einen größeren Durchmesser auf als die zweite Bohrung 18. Die Durchmesserverhältnisse sind in 1 zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt. Durch den größeren Durchmesser der ersten Bohrung 16 können die Bodenplatten 12 bzw. die ersten Bohrungen 16 und auch die zweiten Bohrungen 18 mit einer gewissen Toleranz platziert werden. Auch dann, wenn die erste Bohrung 16 und die zweite Bohrung 18 nicht exakt konzentrisch oder fluchtend zueinander angeordnet sind, kann eine Schraube noch durch die Bohrung 16 eingeführt und in der zweiten Bohrung 18 verschraubt werden. Es ist anhand der Darstellung der 1 aber auch zu erkennen, dass eine automatische Verschraubung der Bodenplatte 12 mit der Tragstruktur 14 nicht ohne weiteres möglich ist. Denn es genügt für einen automatischen Schrauber nicht, relativ zur ersten Bohrung 16 positioniert zu werden. Vielmehr müsste ein Schrauber fluchtend zur zweiten Bohrung 18 positioniert werden, um eine Schraube automatisch einschrauben zu können. Für einen Bediener ist eine solche Positionierung relativ zu der zweiten Bohrung 18 problematisch. Denn die zweite Bohrung 18 ist in der Regel nicht ohne weiteres von der Oberseite der Bodenplatte 12 und damit durch die erste Bohrung 16 hindurch zu erkennen.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 gelingt es nun, eine automatische Positionierung einer Schraubeinheit 22, die im allgemeinen Fall auch als Verbindungseinheit bezeichnet werden kann, relativ zu der ersten Bohrung 16 und der zweiten Bohrung 18 so zu positionieren, dass eine Schraube mittels der Schraubeinheit 22 automatisch eingedreht werden kann, um die Bodenplatte 12 sicher auf der Tragstruktur 14 zu befestigen.
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Die Vorrichtung 10 weist hierzu eine Tasteinheit 24 auf, die als Tastorgan an ihrem unteren, der Bodenplatte 12 zugewandten Ende mit einem Taststift 26 versehen ist. Die Schraubeinheit 22 weist eine Schraubenzuführung 28 und einen Schrauberkopf 30 auf. Über die Schraubenzuführung 28 kann jeweils eine Schraube dem Schrauberkopf 30 zugeführt und dann automatisch mittels der Schraubeinheit 22 eingedreht werden.
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Sowohl die Verbindungseinheit 22 als auch die Tasteinheit 24 sind auf einem Schlitten 32 angeordnet. Ein Abstand in Querrichtung, in der 1 von links nach rechts, ist zwischen der Tasteinheit 24 und der Verbindungseinheit 22 auf dem Schlitten 32 konstant. Der Schlitten 32 kann zusammen mit der Verbindungseinheit 22 und der Tasteinheit 24 in horizontaler Richtung verfahren werden, in der Darstellung der 1 also von links nach rechts bzw. von rechts nach links und der Schlitten 32 ist hierzu auf zwei parallel zueinander angeordneten Schienen 34 angeordnet. Aktoren zur Verschiebung des Schlittens 32 entlang den Schienen 34 sind in der Darstellung der 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Solche Aktoren können aber beispielsweise Hydraulik- oder Pneumatikzylinder aufweisen.
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Der Schlitten 32 weist an seinem in 1 linken Ende einen ersten Anschlag 36 und an seinem in 1 rechten Ende einen Anschlag 38 auf. In der Darstellung der 1 schlägt der erste Anschlag 36 an einem passenden Anschlag der Vorrichtungsbasis 20 an. Wird der Schlitten 32 dann in der 1 nach rechts verschoben, bis der zweite Anschlag 38 an einem passenden Anschlag an der Vorrichtungsbasis 20 anschlägt, befindet sich der Schrauber 30 in Bezug auf die quer- oder horizontale Richtung exakt an der Position, an der in der Darstellung der 1 zuvor der Taststift 26 angeordnet war. In sehr einfacher Weise kann dadurch der Schrauber 30 in die Position des Taststiftes 26 verfahren werden.
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Die Tasteinheit 24 weist darüber hinaus einen Verschiebezylinder 40 auf, beispielsweise einen Pneumatikzylinder. Mit diesem Verschiebezylinder 40 kann ein in 1 unterer Abschnitt 42 der Tasteinheit 24 in vertikaler Richtung verschoben werden, in 1 also von unten nach oben und von oben nach unten. Darüber hinaus kann der Taststift 26 relativ zu dem unteren Abschnitt 42 nach unten ausgefahren werden. Hierzu wird der Taststift 26 in einer Richtung nach unten mittels einer nicht dargestellten Feder beaufschlagt, was nachstehend noch erläutert wird.
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Die Vorrichtungsbasis 20 ist darüber hinaus mit mehreren anhebbaren bzw. absenkbaren Rollen 44 versehen. Diese Rollen 44 erlauben in dem angehobenen Zustand der Vorrichtungsbasis 20, der in 1 dargestellt ist, eine Verschiebung der Vorrichtungsbasis 20 relativ zur Bodenplatte 12 auf deren Oberfläche. Eine Antriebskraft für eine solche Verschiebung wird dabei von einem Bediener aufgebracht, der an der Vorrichtungsbasis 20 über zwei Handgriffe 46 angreift. Der Bediener kann dadurch aufrecht stehen, um die Bodenplatte 12 mit der Tragstruktur 14 zu verschrauben.
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Um die Bodenplatte 12 mit der Tragstruktur 14 zu verschrauben, positioniert der Bediener durch seitliches Verschieben der Vorrichtungsbasis 20 den Taststift 26 oberhalb der ersten Bohrung 16 in der Bodenplatte 12 sowie auch oberhalb der zweiten Bohrung 18, der Gewindebohrung in der Tragstruktur 14. Eine solche Positionierung kann in zwei Schritten geschehen, wie anhand der 2 und 3 nachstehend noch erläutert wird. Bei einer Positionierung des Taststifts 26 oberhalb der ersten Bohrung 16 sowie gegebenenfalls auch oberhalb der zweiten Bohrung 18 kann eine nicht dargestellte Vorrichtung an der Vorrichtungsbasis 20 vorgesehen sein, um in Verlängerung des Taststifts 26 einen Lichtpunkt oder ein Lichtkreuz zu erzeugen. Dies kann beispielsweise mittels eines Lasers oder mittels zweier gekreuzter Laserlinien erfolgen.
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Der Taststift 26 ist in Richtung auf die Bodenplatte 12 mittels einer Feder vorgespannt. Sobald eine Bewegung des Taststifts 26 freigegeben ist, was durch manuelles Auslösen eines Bedieners erfolgen kann, dringt der Taststift 26 dadurch in die erste Bohrung 16 ein. Alternativ zum bereits erwähnten Positionieren mittels Laserkreuz kann der Taststift 26 auch auf der Bodenplatte 12 abgesetzt werden und zusammen mit der Vorrichtung 10 über die Bodenplatte 12 bewegt werden. Sobald sich der Taststift 26 dann oberhalb einer ersten Bohrung 16 befindet, dringt er in diese erste Bohrung 16 ein.
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Je nachdem, wie der Taststift 26 relativ zu der ersten Bohrung 16 und der zweiten Bohrung 18 positioniert ist, dringt der Taststift 26, wie in 2 gezeigt ist, entweder sofort in die erste Bohrung 16 und danach in die zweite Bohrung 18 ein oder er dringt lediglich in die erste Bohrung 16 ein, kann sich aber noch nicht in die zweite Bohrung 18 erstrecken, da er noch nicht oberhalb der zweiten Bohrung 18 positioniert ist, wie in 3 dargestellt ist.
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Einem Bediener wird das vollständige Eindringen des Taststifts 26 angezeigt, beispielsweise optisch oder akustisch. Auch ein lediglich teilweises Eindringen des Taststifts, wie in 3 dargestellt ist, wird einem Bediener signalisiert, beispielsweise optisch oder akustisch. Ausgehend von dem Zustand der 3 muss ein Bediener 46 die Vorrichtungsbasis 20 dann noch genauer positionieren, bis der Taststift 26 oberhalb der zweiten Bohrung 18, also der Gewindebohrung, angeordnet ist. Sobald der Taststift oberhalb der zweiten Bohrung 18 angeordnet ist, dringt er durch seine Federvorspannung in die Bohrung 18 ein, bis der Zustand der 2 erreicht ist.
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Im Zustand der 2 hat der Taststift 26 eine vordefinierte Eindringtiefe erreicht, was wiederum einem Bediener angezeigt werden kann. Alternativ wird ausgehend von dem Zustand der 2 automatisch das Einsetzen einer Schraube in die Bohrungen 16, 18 veranlasst.
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Ausgehend vom Zustand der 2, der mittels eines in 1 lediglich schematisch dargestellten Eindringtiefensensors 46 an der Tasteinheit 24 erfasst wird, wird zunächst die Vorrichtungsbasis 20 relativ zu der Bodenplatte 12 fixiert. Dies geschieht dadurch, dass die Rollen 44 in der 1 relativ zur Vorrichtungsbasis 20 nach oben bewegt werden, bis die Vorrichtungsbasis 20 auf der Bodenplatte 12 aufliegt. An der Unterseite der Vorrichtungsbasis 20 kann ein rutschhemmendes Material vorgesehen sein, so dass die Vorrichtungsbasis 20 alleine durch ihr Eigengewicht sicher auf der Bodenplatte 12 fixiert ist.
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Abhängig vom Material und der Oberflächenbeschaffenheit der Bodenplatten 12 können beispielsweise aber auch Magnete oder Saugnäpfe eingesetzt werden, um die Vorrichtungsbasis 20 sicher relativ zu den Bodenplatten 12 zu fixieren.
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Nach dem Fixieren der Vorrichtungsbasis 20 relativ zur Oberfläche der Bodenplatte 12, wobei von dieser Oberfläche die erste Bohrung 16 ausgeht, wird der Taststift 26 zusammen mit dem unteren Abschnitt 42 der Tasteinheit 24 mittels des Zylinders 40 aus den beiden Bohrungen 16, 18 herausgezogen, in der Darstellung der 1 nach oben. Sobald der Taststift vollständig aus den Bohrungen 16, 18 herausgezogen ist und der untere Abschnitt 42 der Tasteinheit 24 eine obere Position erreicht hat, wird der Schlitten 32 in der Darstellung der 1 nach rechts verschoben, bis der rechte Anschlag 38 an der Vorrichtungsbasis 20 anschlägt. In dieser Position ist dann die Schraubeinheit 22 in der Darstellung der 1 nach rechts verschoben worden und der Schrauberkopf 30 befindet sich in Bezug auf die horizontale Richtung exakt in der Position, an der sich zuvor die Tasteinheit 24 bzw. der Taststift 26 befunden hat. Damit befindet sich der Schrauberkopf 30 aber in einer Position, in der er im Wesentlichen fluchtend sowohl zu der ersten Bohrung 16 als auch zu der zweiten Bohrung 18 angeordnet ist. Wie den Darstellungen der 2 und 3 zu entnehmen ist, müssen die Bohrungen 16, 18 nicht exakt konzentrisch zueinander ausgerichtet sein. In jedem Fall befindet sich der Schrauberkopf 30 dann aber in Verlängerung der zweiten Bohrung 18, der Gewindebohrung in der Tragstruktur 14. Mittels des Schrauberkopfs wird nun eine über die Schraubenzuführung 28 zugeführte Schraube automatisch in die erste Bohrung 16 eingeführt und dann in die zweiten Bohrung 18 eingeschraubt.
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Sobald eine vorgesehene Einschraubtiefe und/oder ein vorgesehenes Anzugsmoment erreicht ist, ist der Schraubvorgang abgeschlossen.
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Um eine weitere Schraube anzubringen, wird dann die Tasteinheit 24 wieder in die Position der 1 gebracht und die Vorrichtungsbasis 20 wird durch Absenken der Rollen 44 wieder relativ zur Bodenplatte 12 angehoben, so dass die Vorrichtungsbasis 20 auf der Bodenplatte 12 verschoben werden kann, um die Vorrichtung 10 relativ zu weiteren Bohrungen 16, 18 auszurichten.
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In der Darstellung der 1 ist schematisch noch eine Steuereinheit 50 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 dargestellt. Die Steuereinheit 50 enthält Eingangssignale von verschiedenen Sensoren und gibt Steuersignale aus. Die Steuereinheit 50 kann beispielsweise auch Anzeigevorrichtungen für einen Bediener aufweisen.
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Speziell erfasst die Steuereinheit 50 die Signale des Eindringtiefensensors 46 und kann die Eindringtiefe anzeigen. Sobald vom Sensor 46 signalisiert wird, dass der Taststift 26 eine vordefinierte Eindringtiefe erreicht hat, kann die Steuereinheit 50 entweder automatisch oder nach Auslösung durch einen Bediener den automatischen Schraubvorgang auslösen. Hierzu wird dann ein Signal ausgegeben, um mittels des Zylinders 40 den unteren Abschnitt 42 der Tasteinheit 24 anzuheben und weitere Signale werden dann ausgegeben, um den Schlitten 32 zu verschieben. Die Steuereinheit 50 steuert dann auch die Verbindungseinheit 22 an, um automatisch eine Schraube in die beiden Bohrungen 16, 18 einzusetzen. Mittels der Steuereinheit wird eine Einschraubtiefe und/oder ein Anzugsmoment überwacht und dann letztendlich ein Signal ausgegeben, dass den Abschluss des Verschraubungsvorgangs anzeigt.
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Die Steuereinheit 50 übernimmt auch das Anheben und Absenken der Rollen 44 relativ zur Vorrichtungsbasis 20, entweder auf Anforderung eines Bedieners oder beispielsweise automatisch nach Erreichen der vordefinierten Eindringtiefe des Taststifts 26 und nach dem Abschluss eines Einschraubvorgangs.
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Die Darstellung der 4 zeigt teilweise geschnitten den unteren Abschnitt 42 der Tasteinheit 24. Am unteren Ende des Abschnitts 42 ist ein zylindrischer, hohl gebohrter Stab 52 angeordnet, dessen unteres, der Bodenplatte 12 zugewandtes Ende sich kegelstumpfförmig verjüngt. Innerhalb des Stabs 52 ist in Längsrichtung verschiebbar der Taststift 26 angeordnet. Der Taststift 26 ist in einem Lagerrohr 54 gehalten, das in die Mittenbohrung des Stabs 52 eingesetzt ist. Der Taststift 26 ist mittels einer Schraubenfeder 56 nach unten in Richtung auf die Bodenplatte 12 vorgespannt.
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Der Stab 52 weist eine radiale Bohrung 58 auf, in die der Sensor 46 zur Erfassung der Eindringtiefe des Taststiftes 26 eingeschoben werden kann.
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Durch die Wirkung der Schraubenfeder 56 ist der Taststift 26 nach unten vorgespannt und kann bei Positionierung fluchtend zur ersten Bohrung 16 in diese eindringen, siehe 3. Wird der Taststift 26 fluchtend zur zweiten Bohrung 18 angeordnet, so kann er die erste Bohrung 16 durchdringen und dann auch in die zweite Bohrung 18 eindringen, siehe 2. Nur in diesem Fall signalisiert der in der radialen Bohrung 58 angeordnete Sensor das Erreichen der vordefinierten Eindringtiefe des Taststifts 26 und, wie erläutert wurde, kann dann der automatische Schraubvorgang ausgelöst werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich das automatische, zumindest teilautomatische, Anbringen von Verbindungsmitteln erheblich vereinfachen. Bei der dargestellten Ausführungsform wird vor allem ein ergonomisch optimaler Arbeitsvorgang beim teilautomatischen Verschrauben von Bodenplatten 12 mit der Tragstruktur 14 eines Nutzfahrzeuganhängers erreicht.
