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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem Führungskörper, der eine zur Aufnahme von Fügeelementen ausgebildete Aufnahmenut aufweist, mit einer die Fügeelemente zu einer Ausbringposition der Aufnahmenut fördernden Vorschubeinrichtung.
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Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Setzvorrichtung für Fügeelement zur Anordnung an einem Roboterarm mit einer Greifeinrichtung zur Entnahme der Fügeelemente aus einer die Fügeelemente aufnehmenden Speichernut.
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Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung mit einem Führungskörper und einer Aufnahmenut zur Aufnahme von Fügeelementen handelt es sich oftmals um ein Magazin oder einen Speicher, der insbesondere an einer Setzvorrichtung befestigt werden kann.
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Die gattungsgemäße Setzvorrichtung zur Anordnung an einem Roboterarm wird meist als Fügekopf oder Setzkopf bezeichnet und dient zur automatischen oder manuellen Handhabung von Befestigungselementen beziehungsweise Fügeelementen mittels des Roboterarmes.
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Die Fügeelemente weisen im Querschnitt eine T-förmige Form mit einem Teller und einem Gewindebolzen auf, wobei auf den Teller ein Klebstoff aufgebracht werden kann. Somit kann der Teller des T-förmigen Fügeelements an der Oberfläche eines Bauteils mittels einer Klebeverbindung und am Gewindebolzen ein zweites Bauteil mittels einer Schraubverbindung festgelegt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind Setzsysteme bekannt, die unter anderem einen Fügekopf und ein Bereitstellungsmodul aufweisen.
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Ein solcher Fügekopf wiederum weist üblicherweise einen Greifer auf, einen Schwenkarm, ein Magazin sowie eine Befestigungsplatte. Dabei kann der Fügekopf mittels der Befestigungsplatte an einem Roboterarm befestigt werden. An dem Schwenkarm ist der Greifer befestigt, welcher die in dem Magazin gespeicherten Befestigungselemente einzeln daraus entnimmt. Anschließend bringt der Schwenkarm des Fügekopfes das vereinzelt entnommene Befestigungselement auf einem dafür vorgesehenen Bauteil auf.
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Wurde das letzte Befestigungselement von dem Schwenkarm mittels des Greifers aus dem Magazin entnommen und auf der Bauteiloberfläche aufgebracht, kann das Magazin des Fügekopfes anschließend mit dem Bereitstellungsmodul gekoppelt werden.
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Das Bereitstellungsmodul hält stets eine Vielzahl von Befestigungselementen bereit, welche dem Magazin nach der Ankoppelung an das Bereitstellungsmodul zugeführt werden können. Nachdem der Ankoppelvorgang abgeschlossen ist und die Vielzahl von Befestigungselementen von den Bereitstellungsmodul an das Magazin übergeben wurden, kann der Schwenkarm des Fügekopfes in oben beschriebener Art und Weise erneut Befestigungselemente aus dem Magazin entnehmen und auf dem dafür vorgesehenen Bauteil aufbringen.
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In der Fertigung, insbesondere der Serienfertigung von Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, Leichtflugzeugen, aber auch Fahrzeugen jeglicher anderer Art, werden heutzutage immer mehr Bauteile aus so genannten Faserverbundwerkstoffen verwendet. Ein solcher Faserverbundwerkstoff ist zum Beispiel kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, auch CFK (carbonfaserverstärkter Kunststoff) genannt. Zu den Vorteilen von CFK gegenüber Metallen gehört unter anderem eine geringe Masse, bei hoher Festigkeit. Bei der Verbindung solcher CFK Bauteile mit metallischen Bauteilen sind jedoch besondere Erfordernisse zu beachten. CFK Bauteile können nicht ohne weiteres mit einer Bohrung versehen und mit einem Metallbauteil verbunden werden, da die Verbindungsstelle zwischen dem CFK und dem Metallbauteil korrosionsanfällig ist.
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Es wird daher üblicherweise für die Verbindung eines CFK Bauteils mit einem Metallbauteil ein T-förmiges Fügeelement mit einem Teller aus Kunststoff und einem Gewindebolzen aus Metall verwendet, wobei der Teller mit dem CFK Bauteil verklebt und der Gewindebolzen mit dem Metallbauteil verschraubt wird.
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Die
DE 10 2011 009 259 offenbart einen Fügekopf, der mittels einer Befestigungsplatte mit einem Roboter oder Fügeautomaten verbunden werden kann.
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Der Fügekopf weist ein Magazin mit einer oder mehreren Speicherschienen auf. In der Speicherschiene sind Fügeelemente bewegbar angeordnet. Des Weiteren weist der Fügekopf einen Greifer mit Greiferbacken auf, welche die in dem Magazin befindlichen Fügeelemente greifen und aus dem Magazin entnehmen können. Die Fügeelemente besitzen einen T-förmigen Querschnitt und weisen an der Kopfseite eine tellerähnliche Befestigungsfläche auf, welche mit einem Klebstoff versehen ist. Zum Aufbringen der Fügeelemente auf ein dafür vorgesehenes Bauteil, wird das Fügeelement, welches sich in der Entnahmeposition des Magazins befindet, durch die Greiferbacken des Greifers gegriffen, und durch den Roboter zu seiner vorher bestimmten Verarbeitungsposition verbracht. Nach der gerade beschriebenen Entnahme des Fügeelementes aus der Entnahmeposition wird ein anderes Fügeelement der Speicherschiene in die Entnahmeposition des Magazins nachgeführt. Dieses Nachtransportieren oder Nachführen eines weiteren Fügeelementes in die Entnahmeposition des Magazins wird mittels einer sich entspannenden Feder vorgenommen.
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Ein solches Transportieren von Fügeelementen in der Speicherschiene mittels einer Feder weist deutliche Nachteile auf. Zum einen wirkt bei einem vollen Magazin und einer entsprechend stark vorgespannten Feder eine größere Federkraft auf die Fügeelemente, als bei einem fast leeren Magazin und einer dementsprechend im Vergleich zum erstgenannten Fall weitgehend entspannten Feder. Zum anderen weisen Federn bei einer sehr hohen Anzahl von sich wiederholenden Arbeitsgängen, wie sie bei industriellen Serienfertigungsprozessen anfallen, Ermüdungserscheinungen und daher sich verändernde Federkennlinien auf.
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Die
DE 10 2008 051 489 offenbart ein Magazin eines Setzgerätes zum Speichern einer Mehrzahl von Befestigungselementen sowie ein Setzgerät in Kombination mit diesem Magazin.
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Das Magazin weist ein Basiselement auf, innerhalb dessen eine spiralförmige Speichernut zur Aufnahme von Befestigungselementen angeordnet ist. In der Speichernut werden T-förmige Befestigungselemente, welche beispielsweise zuvor in einem gesonderten Arbeitsschritt von einem an sich bekannten Bereitstellungsmodul übernommen wurden, in Richtung eines Kopfstückes beziehungsweise einer Entnahmeposition geführt. Gegenüberliegend zu dem die Speichernut aufnehmenden Basiselement ist eine Abdeckung so angeordnet, dass die Befestigungselemente selbst bei einem Überkopfbetrieb des Setzgerätes beziehungsweise Magazins nicht aus der Speichernut fallen können. Für den Vorschubmechanismus, welcher die in der Speichernut befindlichen Befestigungselemente in Richtung der Entnahmeposition führt, sind hier mehrere bevorzugte Mechanismen offenbart.
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Beim ersten Vorschubmechanismus handelt es sich um eine motorisch angetriebene bürstenähnliche Anordnung, beispielsweise eine Tellerbürste. Die bürstenähnliche Anordnung ist flächig ausgebildet, vorzugsweise in Richtung der Befestigungselemente mittels einer Feder vorgespannt, um Reibschluss mit dem jeweiligen Kopf der Befestigungselemente in der Speichernut herzustellen. Ein solcher Vorschubmechanismus unterliegt einerseits den schon erwähnten Nachteilen von Ermüdungserscheinungen der beteiligten Federelemente. Andererseits ist der Reibschluss der Tellerbürste mit dem Kopf der Befestigungselemente Veränderungen unterworfen, was zu einem nicht konstanten Reibfaktor führt und daher zu einem unsachgemäßen Vorschub der Befestigungselemente führen kann.
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Als zweiter Vorschubmechanismus wird ein motorisch angetriebener und drehbar angeordneter Zeiger vorgeschlagen. Auch hierbei finden Verschleißteile, wie der beschriebene Zeiger Anwendung, mit nachteiligen Auswirkungen auf den Vorschubmechanismus.
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Schließlich wird ein Vorschubmechanismus vorgeschlagen, welcher eine Mehrzahl von Luftdüsen umfasst, die innerhalb der Speichernut angeordnet sind. Mit diesen Luftdüsen kann Luft derart in die Speichernut eingeblasen werden, dass die in der Speichernut gespeicherten Befestigungselemente in Richtung ihrer Entnahmeposition bewegt werden. Dieser Vorschubmechanismus weist ebenfalls eine Vielzahl von Nachteilen auf. Durch das Einblasen von Luft in die Speicherschiene können zum einen Verwirbelungen entstehen, oder es kann feiner Schmutz mit dem Luftstrom in die Speicherschiene gelangen, wodurch sich die T-förmigen Befestigungselemente in der Speichernut verklemmen können. Zum anderen stellt ein Luftstrom, welcher genügend Kraft zum Vorschub der Befestigungselemente aufweist, eine erhebliche Lärmquelle dar.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen bereitzustellen, welche im Hinblick auf die industrielle Serienfertigung von Bau- oder Funktionsteilen eine konstant einstellbare und immer wieder genau reproduzierbare Kraft auf die in der Aufnahmenut befindlichen Fügeelemente ausübt, damit eine erhöhte Prozesssicherheit und eine verminderte Störungsanfälligkeit erreicht werden. Auch soll eine Setzvorrichtung zur Anordnung an einem Roboterarm mit einer Greifeinrichtung zur Entnahme von Fügeelementen für die entsprechende Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen bereit gestellt werden.
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Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe hinsichtlich der Vorrichtung die im Anspruch 1 genannten Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen davon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben. Darüber hinaus weist die Erfindung zur Lösung der Aufgabe hinsichtlich der Setzvorrichtung die im Anspruch 10 genannten Merkmale auf.
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Die Erfindung stellt eine Vorrichtung bereit mit einem Führungskörper, der eine zur Aufnahme von Fügeelementen ausgebildete Aufnahmenut aufweist, mit einer die Fügeelemente zu einer Ausbringposition der Aufnahmenut fördernden Vorschubeinrichtung, wobei die Vorschubeinrichtung mindestens einen Betätigungszylinder aufweist, der einen mittels Fluid beaufschlagbaren und die Fügeelemente fördernden Betätigungskolben aufweist.
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Der Betätigungskolben wird derart über Zuführleitungen mit Fluid beaufschlagt, dass der Betätigungskolben in Axiallängsrichtung des Betätigungszylinders in Vorschubrichtung bewegt wird.
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Damit ist es der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen möglich, gleich bleibend exakte und genau reproduzierbare Vorschubbewegungen des Betätigungskolbens bereit zu stellen, insbesondere bei einer sehr hohen Anzahl aufeinanderfolgender Vorschubbewegungen, wie das üblicherweise in der Serienfertigung von Bau- und Funktionsteilen der Fall ist. Hierdurch wiederum werden die Fügeelemente immer exakt und verlässlich in der Aufnahmenut in Richtung ihrer Ausbringposition gefördert.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen ist es vorgesehen, dass der Betätigungskolben relativ zu einer Axiallängsrichtung des Betätigungszylinders in Vorschubrichtung und entgegengesetzt zur Vorschubrichtung beaufschlagbar ist.
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Nachdem das letzte Fügeelement entnommen und auf ein entsprechendes Bauteil aufgebracht wurde, wird der Roboterarm welcher die erfindungsgemäße Setzvorrichtung samt der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen enthält, zum Ankoppeln an das Bereitstellungsmodul verbracht anstatt in eine Position zur Entnahme des nächsten Fügeelements.
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Das Bereitstellungsmodul führt der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen hierbei eine Vielzahl von neuen Fügeelementen zu.
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Zum Zweck der Aufnahme von Fügeelementen, wird der Betätigungskolben während der Bewegung des Roboterarms an das Bereitstellungsmodul, in Axiallängsrichtung relativ zum Betätigungszylinder entgegengesetzt zur Vorschubrichtung bis zu seiner Ausgangsposition bewegt. Diese Bewegung erfolgt ebenfalls durch eine entsprechende Steuerung der Zuführleitungen, über welche das Fluid der Kammer des Betätigungszylinders zugeführt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen ist es vorgesehen, dass das Fluid, welches der Kammer des Betätigungszylinders zugeführt wird, ein gasförmiges und/oder flüssiges Medium ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen stellt in der Ausbringposition der Aufnahmenut jeweils ein Fügeelement zur Verfügung, welches vorzugsweise von der Greifeinrichtung der Setzvorrichtung aufgenommen wird, und anschließend auf der Oberfläche eines Bauteils aufgebracht wird.
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Zu dem Zweck der positionsgenauen Bewegung des Betätigungskolbens sowohl in Richtung, als auch entgegengesetzt zur Vorschubrichtung, ist es erforderlich, dass die Kraft, welche das Fluid auf den Betätigungskolben ausübt, konstant einstellbar und immer exakt reproduzierbar ist.
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Für das Fluid, welches der Kammer des Betätigungszylinders zugeführt wird, kann ein pneumatisches oder hydraulisches Medium, wie zum Beispiel Luft oder Öl vorgesehen sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen ist es vorgesehen, dass die Aufnahmenut geradlinig ausgebildet ist.
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Eine geradlinige Ausbildung der Aufnahmenut sorgt in Verbindung mit einer noch zu beschreibenden reibungsvermindernden Beschichtung der Aufnahmenut für eine sehr schnelle und zuverlässige Bewegung der Fügeelemente in Richtung der Ausbringposition der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Dies wiederum ermöglicht eine hohe Fügerate, d. h. eine hohe Rate aufbringbarer Fügeelemente auf eine entsprechende Bauteiloberfläche pro Zeiteinheit.
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Obwohl es nach der Erfindung vorgesehen ist, dass die Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen an einer Setzvorrichtung an einem Roboterarm angeordnet ist, sieht die vorliegende Erfindung aber auch vor, dass die Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen nicht an einer bestimmten Setzvorrichtung, sondern getrennt von einer bestimmten Setzvorrichtung und leicht zugänglich für mehrere Setzvorrichtungen unterschiedlicher Roboter angeordnet ist. Damit wird erreicht, dass mehrere getrennt voneinander arbeitende Setzvorrichtungen parallel auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen zugreifen können.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen ist es vorgesehen, dass ein Sensor die Ausbringposition der Aufnahmenut überwacht.
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Durch eine fortlaufende Entnahme von Fügeelementen aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung nimmt deren Zahl laufend ab. Um dies zu erkennen, kann ein Sensor unmittelbar benachbart der Ausbringposition angebracht sein. Nachdem das letzte Fügeelement aus der Ausbringposition entnommen wurde, erzeugt der Sensor ein Signal. Dieses Signal ist gleichbedeutend damit, dass sich kein Fügeelement mehr in der Aufnahmenut an der Ausbringposition befindet.
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Sobald auch dieses letzte Fügeelement aus der Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen entnommen wurde, wird der Roboterarm, an dem die erfindungsgemäße Setzvorrichtung und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen angeordnet ist, zum Ankoppeln an das Bereitstellungsmodul verbracht, anstatt in eine Position zur Entnahme des nächsten Fügeelements.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen ist es vorgesehen, dass die Aufnahmenut zur Anordnung von T-förmigen Fügeelementen ausgebildet ist.
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Die T-förmigen Fügeelemente weisen einen Teller aus Kunststoff und einen Gewindebolzen aus Metall auf. Die Fügeelemente werden auf dem CFK Bauteil verklebt und dienen der Anordnung eines daran zu verschraubenden Bauteils.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen ist es vorgesehen, dass die Aufnahmenut von zwei einander gegenüberliegenden U-förmigen, in Längsrichtung des Führungskörpers verlaufenden Führungsschienen mit Schenkeln gebildet ist, von denen mindestens zwei einander gegenüberliegende Schenkel im Abstand angeordnet sind.
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Die beiden U-förmigen Führungsschienen bilden zwischen sich eine derart ausgebildete Aufnahmenut, dass die T-förmigen Fügeelemente darin passgenau aufgenommen und geführt werden können.
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Die passgenaue Aufnahme der Fügeelemente in der Aufnahmenut zwischen den Führungsschienen sorgt in Verbindung mit der auf die Fügeelemente einwirkenden Vorschubeinrichtung für einen verlässlichen Transport der Fügeelemente in der Aufnahmenut.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung zur Aufnahme von Fügeelementen ist es vorgesehen, dass der Führungskörper mit einer die Fügeelemente führenden reibungsvermindernden Beschichtung versehen ist.
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Als eine Beschichtung, welche die Reibung zwischen den Fügeelementen und dem Führungskörper respektive den Führungsschienen vermindert, ist beispielsweise eine PTFE Beschichtung möglich.
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Die reibungsvermindernde Beschichtung des Führungskörpers begünstigt dabei eine mittels der Vorschubeinrichtung in Axiallängsrichtung exakte sowie genaue reproduzierbare Positionierung der Fügeelemente in der Aufnahmenut.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist es vorgesehen, dass eine im Bereich der Ausbringposition vorgesehene Vereinzelungseinrichtung für die jeweils einzelne Ausgabe eines Fügeelements aus der Aufnahmenut sorgt. Nachfolgende, vom Betätigungskolben beaufschlagte Fügeelemente werden von der Vereinzelungseinrichtung an der Bewegung in die Ausbringposition gehindert und zwar so lange, bis das sich dort befindende Fügeelement entnommen wurde.
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Die vorliegende Erfindung sieht zudem eine Setzvorrichtung vor zur Anordnung an einem Roboterarm mit einer Greifeinrichtung zur Entnahme von Fügeelementen aus einer die Fügeelemente aufnehmenden Speichereinheit, wobei zur Speicherung und zum Transport der Fügelemente eine Vorrichtung vorgesehen ist, wie sie vorstehend beschrieben wurde. Die Greifeinrichtung weist einen Greifarm und einen Greifer auf, der zur Entnahme der Fügeelemente aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, diese zeigt in:
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1 eine perspektivische Darstellung einer bekannten Setzvorrichtung mit einem daran angeordneten Speichermagazin für Fügelemente;
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2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3 den Führungskörper in Querschnittsdarstellung; und
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4 eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung der Ausführungsform mit daran angeordnetem Halte- und Entnahmeriegel einer Vereinzelungsvorrichtung.
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1 der Zeichnung zeigt einen anhand der
DE 10 2011 009 259 A1 bekannten Fügekopf
1 mit einem Adapter
4 und einem Magazin
70, in dem nicht näher dargestellte Fügeelemente
9 in einer Speicherschiene
76 aufgenommen sind, der zur Bildung einer erfindungsgemäßen Setzvorrichtung
140 weiter gebildet werden kann.
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Ein Greifarm 20 mit einem Greifer 30 kann die Fügelemente 9 aus der Speicherschiene 76 entnehmen und an einem nicht näher dargestellten Karosseriebauteil anbringen. Zur Freigabe des Fügeelements 9 aus der Speicherschiene 76, fährt eine Linearverstellung 72 das Magazin 70 in Axiallängsrichtung des Adapters 4 zurück.
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Die in den 2 bis 4 anhand einer Ausführungsform der Erfindung dargestellte Vorrichtung 101 kann an dem Adapter 4 des bekannten Fügekopfes 1 angeordnet werden und ersetzt das bekannte Magazin 70 zur Bildung der erfindungsgemäßen Setzvorrichtung 140.
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Die Setzvorrichtung 140 kann unter anderem die Vorrichtung 101, einen Greifarm 20, einen Greifer 30 und eine Befestigungsplatte 2 aufweisen.
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Die Setzvorrichtung 140 ist mittels der Befestigungsplatte 2 an einem nicht näher dargestellten Roboterarm befestigbar. Der Greifer 30 des Greifarms 20 entnimmt ein vereinzeltes Fügeelement 102 aus der Vorrichtung 101 um es sodann auf einer dafür vorgesehenen Bauteiloberfläche aufzubringen.
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Sobald die Vorrichtung 101 keine Fügeelemente 102 mehr enthält, fährt die Setzvorrichtung 140 an ein Bereitstellungsmodul bekannter Art, welches stets eine Vielzahl von Fügeelementen 102 bereithält, um diese bei dem Ankoppelvorgang an die Vorrichtung 101 zu übergeben.
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Wie aus 2 ersichtlich, sind in der Vorrichtung 101 eine Vielzahl von Fügeelementen 102, insbesondere T-förmige Klebebolzen, in einem Führungskörper 121 angeordnet und können in Richtung einer Ausbringposition 103 befördert werden.
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Aus einer Ausbringposition 103 sind die Fügeelemente 102 dann mittels des Greifers 30 aus dem Führungskörper 121 beziehungsweise der Aufnahmenut 120 entnehmbar und auf einer vorgesehenen Bauteilfläche aufbringbar.
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Zur Förderung der Fügeelemente 102 in Richtung der Ausbringposition 103 ist eine Vorschubeinrichtung 110 vorgesehen.
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Diese weist einen Betätigungszylinder 112 und einen Betätigungskolben 111 auf. Der Betätigungszylinder 112 weist eine Kolbenkammer 113 auf, in welche ein Fluid in der Form von Druckluft einbringbar ist.
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Zur Bewegung der Fügeelemente 102 in Richtung der Ausbringposition 103 weist der Betätigungskolben 111 in Axiallängsrichtung einen Kolbenstangenkopf 114 auf.
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In dem Betätigungszylinder 112 ist der Betätigungskolben 111 in Axiallängsrichtung des Betätigungszylinders 112 bewegbar angeordnet, wobei die Betätigung des Betätigungkolbens 111 mittels des in die Kammer 113 einbringbaren Fluids erfolgt. Die Kraftübertragung auf die Fügeelemente 102 zur Förderung in Richtung der Ausbringposition 103 erfolgt durch den Kolbenstangenkopf 114.
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Bei dem Fluid handelt es sich dabei bevorzugt um ein gasförmiges und/oder flüssiges Medium, wie beispielsweise Öl oder Luft, wobei bevorzugt Druckluft zum Einsatz kommt.
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Das Fluid wird bevorzugt computergesteuert, d. h. exakt dosierbar über nicht näher dargestellte Zuführleitungen in die Kammer 113 eingebracht. Die exakte Dosierung des Fluids erzeugt eine genaue, immer gleiche und reproduzierbare Kraftaufbringung auf den Betätigungskolben 111 und damit den Kolbenstangenkopf 114 in Vorschubrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 101.
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Sobald das letzte Fügeelement 102 aus der Aufnahmenut 120 entnommen worden ist, zeigt der Sensor den Leerstand an Fügeelementen 102 an. Das Signal des Sensors wird dazu benutzt, den Betätigungskolben 111 in seiner Axiallängsrichtung entgegengesetzt zur Vorschubrichtung bis zu seiner definierten Ausgangsposition zu bewegen und gleichzeitig die gesamte Setzvorrichtung 140 an ein bekanntes und nicht näher dargestelltes Bereitstellungsmodul zu bewegen und zwar zur Aufnahme einer Vielzahl von Fügeelementen 102. Nach der erfolgten Übergabe von Fügeelementen 102 von dem Bereitstellungsmodul steht die Vorrichtung 101 wieder zur Verwendung bereit.
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3 zeigt einen Führungskörper 121 in einer Querschnittsdarstellung. Hieraus ist ersichtlich, dass der Führungskörper 121 bevorzugt zwei einander gegenüberliegende U-förmige, in Längsrichtung des Führungskörpers 121 parallel verlaufende Führungsschienen 122 und 123 aufweist. Zwischen den beiden parallel verlaufenden Führungsschienen 122 123 ist eine Aufnahmenut 120 ausgebildet, in welcher die Fügeelemente 102 angeordnet sind.
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Ein Fügeelement 102, welches zur Aufnahme in der Aufnahmenut 120 der Vorrichtung 101 geeignet ist, wird in 3 in Querschnittsansicht gezeigt. Das Fügeelement 102 dient zum Verbinden von CFK-Bauteilen mit Metallbauteilen in der industriellen Serienfertigung von beispielsweise Fahrzeugkarosserien.
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Der Kopf des Fügeelements 102 weist eine Form ähnlich einem Teller 105 auf. Senkrecht zum Teller 105 des Fügeelements 102 ist an einer unteren Seite des Tellers 105 ein Gewindebolzen 106 befestigt. Der Teller 105 dient der Applikation von Klebstoff vor der Anbringung des Fügelements 102 an einem Karosseriebauteil.
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3 zeigt, dass die Führungsschienen 122, 123 eine Basis 125 und 128, sowie Schenkel 124, 126 und 127, 129, aufweisen.
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Des Weiteren verdeutlicht 3, wie ein T-förmiges Fügeelement 102 in den die Aufnahmenut 120 bildenden Führungsschienen 122 und 123 aufnehmbar angeordnet ist. Die Schenkel 124 und 126 und die Basis 125 bilden einen Teil der Aufnahmenut 120, der andere Teil wird von den Schenkeln 127 und 129 sowie der Basis 128 gebildet.
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Ein Verschleiß der Führungsschienen 122, 123 durch die kontinuierliche Bewegung von Fügeelementen 102 an den Führungsschienen 122, 123 kann mittels einer Beschichtung 104 der Führungsschienen 122, 123 vermieden werden. Diese Beschichtung 104 kann als reibungsvermindernde Beschichtung ausgebildet sein kann. Eine solche Beschichtung 104 aus PTFE ist entlang der Axiallängsrichtung der Führungsschienen 122, 123 verlaufend in 3 der Zeichnung gezeigt.
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Die die Fügeelemente 102 aufnehmende Aufnahmenut 120 weist bevorzugt einen geradlinigen Verlauf auf, wobei die Aufnahmekapazität der Aufnahmenut 120 bevorzugt für zehn Fügeelemente 102 ausgelegt ist. Besonders bevorzugt weist die Vorrichtung 101 zwei parallel verlaufende Aufnahmenuten 120 auf, mit einer Aufnahmekapazität von jeweils zehn Fügeelementen 102.
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Für die Entnahme eines Fügeelementes 102 aus der Aufnahmenut 120 ist das Fügeelement 102 vereinzelt aus der Ausbringposition 103 entnehmbar vorgesehen. Zu diesem Zweck ist eine in 4 dargestellte Vereinzelungseinrichtung 130 vorgesehen.
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Die Vereinzelungsvorrichtung 130 weist einen Entnahmeriegel 131 und einen Halteriegel 132 auf. Der Entnahmeriegel 131 sowie der Halteriegel 132 sind senkrecht zur Axiallängsrichtung der in der Aufnahmenut 120 aufgenommenen Fügeelemente 102 bewegbar angeordnet, d. h. die vorgenannten Riegel 131 und 132 können senkrecht zu der in 4 gezeigten Zeichenebene bewegt werden, um Fügeelementen 102 eine Bewegung in Vorschubrichtung zu ermöglichen. In Ihrer Ausgangslage fixieren der Entnahmeriegel 131 und der Halteriegel ein Fügeelement 102 in seiner Ausbringposition 103.
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Zur Entnahme eines Fügeelements 102 fährt der Greifarm 30 den Greifer 20 an den Gewindebolzen 106 des Fügeelements 102 in Ausbringposition 103 heran. Der Greifer 20 greift mittels einer nicht näher dargestellten Greifeinrichtung den Gewindebolzen 106 und hält diesen fest. Daraufhin gibt der Entnahmeriegel 131 das Fügeelement 102 in Ausbringposition 103 frei. Die weiteren Fügeelemente 102 werden zu diesem Zeitpunkt mittels des Halteriegels 132 an einer Bewegung in Vorschubrichtung gehindert.
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Die Vorrichtung 101 wird mittels einer Linearverstellung 72 in Axiallängsrichtung entgegen der Vorschubrichtung der Vorrichtung 101 soweit bewegt, dass das Fügelement 102 von der Vorrichtung 101 respektive der Aufnahmenut 120 vollständig freigegeben ist.
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Der Entnahmeriegel 131 wird wieder in seine Ausgangsposition verbracht. Sodann wird der Halteriegel 132 senkrecht zur Axiallängsrichtung bewegt und gibt damit den Weg für einen Vorschub der verbleibenden Fügeelemente 102 in Richtung der Ausbringposition 103 frei. Der Vorschub findet hierbei mittels der Vorschubeinrichtung 110 in schon beschriebener Art statt. Abschließend wird der Halteriegel 132 wieder in seine verriegelnde Ausgangsposition verbracht.
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Die Betätigung des Entnahmeriegels 131 und des Halteriegels 132 ist bevorzugt hydraulisch, pneumatisch oder auch mittels eines Motors ausführbar.
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Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fügekopf
- 2
- Befestigungsplatte
- 9
- Befestigungselement
- 20
- Greifarm
- 30
- Greifer
- 70
- Magazin
- 72
- Linearverstellung
- 76
- Speicherschiene
- 101
- Vorrichtung
- 102
- Fügeelement
- 103
- Ausbringposition
- 104
- Beschichtung
- 105
- Teller
- 106
- Gewindebolzen
- 110
- Vorschubeinrichtung
- 111
- Betätigungskolben
- 112
- Betätigungszylinder
- 113
- Kolbenkammer
- 114
- Kolbenstangenkopf
- 120
- Aufnahmenut
- 121
- Führungskörper
- 122
- Führungsschiene
- 123
- Führungsschiene
- 124
- Schenkel
- 125
- Basis
- 126
- Schenkel
- 127
- Schenkel
- 128
- Basis
- 129
- Schenkel
- 130
- Vereinzelungseinrichtung
- 131
- Entnahmeriegel
- 132
- Halteriegel
- 140
- Setzvorrichtung
- V
- Vorschubrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011009259 [0012]
- DE 102008051489 [0015]
- DE 102011009259 A1 [0054]
