DE102014204626A1

DE102014204626A1 - Portioniervorrichtung und Verfahren zum Zuführen magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug sowie Werkzeug

Info

Publication number: DE102014204626A1
Application number: DE102014204626.2A
Authority: DE
Inventors: Johann-Konrad Weigl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2014-03-13
Publication date: 2015-09-17
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: DE102014204626B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Portioniervorrichtung (10) zum Zuführen magnetischer Kleinteile (1) zu einem Werkzeug (50), aufweisend
– ein Behältnis (11) zur Aufnahme einer Vielzahl magnetischer Kleinteile (1),
– eine Entnahmevorrichtung (12) mit wenigstens einem magnetischen Abschnitt (13) zur magnetischen Entnahme eines oder mehrerer magnetischer Kleinteile (1) aus dem Behältnis (11) in einer Entnahmeposition (E) der Entnahmevorrichtung (12),
– ein Abstreifelement (14) zum Abstreifen des von der Entnahmevorrichtung (12) magnetisch entnommen wenigstens einen magnetischen Kleinteils (1) bei der Bewegung (28) der Entnahmevorrichtung (12) aus der Entnahmeposition (E) in eine Abstreifposition,
– eine Führungsvorrichtung (15) zur Führung einer Bewegung (28) der Entnahmevorrichtung (12) zumindest zwischen der Entnahmeposition (E) und der Abstreifposition, und
– eine Zuführvorrichtung (16) zum Zuführen des an dem Abstreifelement (14) abgestreiften wenigstens einen magnetischen Kleinteils (1) zu dem Werkzeug (50).
Ferner betrifft die Erfindung ein Werkzeug (50) zur Verarbeitung magnetischer Kleinteile (1) sowie ein Verfahren zum Zuführen magnetischer Kleinteile (1) zu einem Werkzeug (50).

Description

Die Erfindung betrifft eine Portioniervorrichtung zum Zuführen magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Werkzeug, welches zur Verarbeitung magnetischer Kleinteile ausgebildet, und ein Verfahren zum Zuführen magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug.
In Positionslinien, beispielsweise bei der Produktion von Kraftfahrzeugen, wird eine Vielzahl von magnetischen Kleinteilen, wie beispielsweise Schrauben, mittels Werkzeugen, wie Schraubendreher, in das entsprechende Werkstück, beispielsweise ein Kraftfahrzeug, eingefügt, insbesondere geschraubt. So muss ein Werker in einem ersten Schritt eine entsprechende Anzahl benötigter Kleinteile abzählen und aus einem Behältnis manuell entnehmen. Die herausgenommenen Kleinteile muss er in einem zweiten Schritt entweder in der Hand halten oder nahe dem Werkstück griffbereit ablegen. Nachteilig hierbei ist der relativ hohe Zeitaufwand, der erforderlich ist, um eine bestimmte Anzahl von Kleinteilen in ein Werkstück einzufügen bzw. einzuschrauben.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile beim Fügen, insbesondere Einschrauben von magnetischen Kleinteilen, wie beispielsweise Schrauben, in ein Werkstück, insbesondere in ein Fahrzeug, zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Zuführung magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug und damit das Befestigen der magnetischen Kleinteile in ein Werkstück insbesondere zeitlich zu optimieren.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Portioniervorrichtung zum Zuführen magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 13, durch ein Positioniersystem mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie durch ein Verfahren zum Zuführen magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Portioniervorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug, dem erfindungsgemäßen Positioniersystem und dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Portioniervorrichtung zum Zuführen magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug, aufweisend

– ein Behältnis zur Aufnahme einer Vielzahl von magnetischen Kleinteilen,
– eine Entnahmevorrichtung mit wenigstens einem magnetischen Abschnitt zur magnetischen Entnahme eines oder mehrerer magnetischer Kleinteile aus dem Behältnis in einer Entnahmeposition der Entnahmevorrichtung,
– ein Abstreifelement zum Abstreifen des von der Entnahmevorrichtung magnetisch entnommen wenigstens einen magnetischen Kleinteils bei der Bewegung der Entnahmevorrichtung aus der Entnahmeposition in eine Abstreifposition,
– eine Führungsvorrichtung zur Führung einer Bewegung der Entnahmevorrichtung zumindest zwischen der Entnahmeposition und der Abstreifposition, und
– eine Zuführvorrichtung zum Zuführen des an dem Abstreifelement abgestreiften wenigstens einen magnetischen Kleinteils zu dem Werkzeug,

Durch eine derartige Portioniervorrichtung kann die Zuführung von magnetischen Kleinteilen, beispielsweise Niete, Bolzen oder Schrauben, zu einem Werkzeug, wie einem Nietgerät, einem Bolzensetzgerät oder einen Schraubendreher, und damit das Befestigen der magnetischen Kleinteile in ein Werkstück optimiert werden. Insbesondere wird durch eine derartige Portioniervorrichtung eine deutliche Zeitersparnis im Vergleich zu einer manuellen Zuführung magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug erreicht.
Kern der Erfindung ist, dass die Portioniervorrichtung magnetische Kleinteile, wie beispielsweise Schrauben, aus einem Behältnis selbstständig entnimmt und für ein Werkzeug bereitstellt, insbesondere einem Werkzeug zuführt. So kann über die Portioniervorrichtung eine bestimmte Anzahl magnetischer Kleinteile einem Behältnis entnommen werden und zur Weiterverarbeitung durch das Werkzeug diesem zur Verfügung gestellt werden. Ein Werker, der das Werkzeug bedient, braucht nur die von der Portioniervorrichtung bereitgestellten magnetischen Kleinteile übernehmen und mittels des Werkzeugs in ein entsprechendes Werkstück einzufügen, insbesondere einschrauben.
Die Portioniervorrichtung weist ein Behältnis zur Aufnahme einer Vielzahl magnetischer Kleinteile auf. Ferner weist die Portioniervorrichtung eine Entnahmevorrichtung mit wenigstens einem magnetischen Abschnitt auf, durch die entsprechend der Anzahl der magnetischen Abschnitte eine bestimmte Anzahl magnetischer Kleinteile aus dem Behältnis entnommen werden kann. Das bedeutet, die Entnahmevorrichtung kann einen einzigen magnetischen Abschnitt aufweisen, so dass entsprechend ein einziges magnetisches Kleinteil durch die Entnahmevorrichtung in einer Entnahmeposition der Entnahmevorrichtung aus dem Behältnis entnommen werden kann. Vorzugsweise weist die Entnahmevorrichtung mehrere magnetische Abschnitte, insbesondere 3–5 magnetische Abschnitte, auf, so dass eine entsprechende Anzahl magnetischer Kleinteile in der Entnahmeposition der Entnahmevorrichtung durch diese aus dem Behältnis entnommen werden kann. Die Portioniervorrichtung weist ferner ein Abstreifelement zum Abstreifen des von der Entnahmevorrichtung magnetisch entnommen wenigstens einen magnetischen Kleinteils auf. Das Abstreifelement ist dabei derart an der Portioniervorrichtung angeordnet, dass bei einer Bewegung der Entnahmevorrichtung aus der Entnahmeposition in eine Abstreifposition die von der Entnahmevorrichtung magnetisch entnommenen Kleinteile an dem Abstreifelement abgestreift werden. Zur Führung der Bewegung der Entnahmevorrichtung zumindest zwischen der Entnahmeposition und der Abstreifposition weist die Portioniervorrichtung ferner eine Führungsvorrichtung auf. Das bedeutet, an der Führungsvorrichtung kann die Entnahmevorrichtung entlang geführt werden. Über die Zuführvorrichtung der Portioniervorrichtung können die an dem Abstreifelement abgestreiften magnetischen Kleinteile einem Werkzeug zugeführt werden. Dabei ist zu Führungsvorrichtung derart zu dem Abstreifelement angeordnet, dass die an dem Abstreifelement abgestreiften magnetischen Kleinteile zu der Führungsvorrichtung gelangen, insbesondere aufgrund ihrer Gewichtskraft, und von dieser zu dem Werkzeug weitergeleitet werden können. Vorzugsweise weist die Zuführvorrichtung einen unterhalb des Abstreifelements angeordneten Zuführungskanal auf. Dieser ist insbesondere geneigt zu einer Horizontalen an der Portioniervorrichtung angeordnet, so dass die magnetischen Kleinteile nach dem Abstreifen an dem Abstreifelement aufgrund ihrer Schwerkraft in dem Zuführungskanal entlang gleiten. An einem Ende des Zuführungskanals ist vorzugsweise eine Entnahmestelle vorgesehen, von wo aus die magnetischen Kleinteile dem Werkzeug zugeführt werden können.
Das Behältnis der Portioniervorrichtung ist vorzugsweise ein Behälter mit einer Öffnung, insbesondere ein wannenförmiges Gebilde. Dabei ist das Behältnis derartig dimensioniert, dass dieses eine Vielzahl von magnetischen Kleinteilen, insbesondere mehr als 50–100 magnetische Kleinteile, aufnehmen kann. Die Führungsvorrichtung zur Führung der Bewegung der Entnahmevorrichtung ist vorzugsweise derart zu dem Behältnis angeordnet, dass die Entnahmevorrichtung bei einer Bewegung entlang der Führungsvorrichtung oberhalb des Behältnisses, Das heißt an der Öffnung des Behältnisses, vorbeigeführt wird. Das Abstreifelement ist außerhalb des Behältnisses beabstandet zu diesem angeordnet, so dass von der Entnahmevorrichtung entnommene magnetische Kleinteile entsprechend außerhalb des Behältnisses zur Weiterverarbeitung durch das Werkzeug an dem Abstreifelement abgestreift werden können.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Portioniervorrichtung vorgesehen sein, dass die Zuführvorrichtung eine Befestigungsvorrichtung zur lösbaren Befestigung des Werkzeugs, insbesondere eines an dem Werkzeug sitzenden Befestigungselements, an der Zuführvorrichtung aufweist. Das bedeutet, das Werkzeug kann an der Befestigungsvorrichtung der Zuführvorrichtung temporär fixiert werden. Die Befestigungsvorrichtung ist insbesondere derart an der Zuführvorrichtung angeordnet, dass die an dem Abstreifelement abgestreiften magnetischen Kleinteile durch die Zuführvorrichtung, insbesondere den Zuführungskanal, zu dem in der Befestigungsvorrichtung gehaltenen Werkzeug geführt werden. Die Befestigungsvorrichtung kann beispielsweise eine Aussparung oder eine Vertiefung in der Zuführvorrichtung, insbesondere in dem Zuführungskanal sein, in die ein Teil des Werkzeugs insbesondere formschlüssig eingeführt werden kann, um das Werkzeug an der Zuführvorrichtung zu befestigen. Insbesondere ist die Befestigungsvorrichtung derartig ausgebildet, dass diese ein Mundstück oder ein Zentrierfutter des Werkzeugs formschlüssig aufnehmen kann. Besonders bevorzugt ist die Befestigungsvorrichtung zur Aufnahme eines an dem Werkzeug sitzenden Befestigungselements ausgebildet. Ist der Teil des Werkzeugs, mit dem das Werkzeug in der Befestigungsvorrichtung einsitzt, magnetisch ausgebildet, werden die dem magnetischen Teil zugeführten magnetischen Kleinteile automatisch durch das Werkzeug magnetisch gehalten. Ein Werker, der das Werkzeug nach der Zuführung der magnetischen Kleinteile zu dem Werkzeug aus der Portioniervorrichtung entnimmt, hat automatisch eine bestimmte Anzahl magnetischer Kleinteile in optimaler Reichweite zur Weiterverarbeitung durch das Werkzeug zur Verfügung.
In einer einfachen Ausgestaltung der Portioniervorrichtung keine wenigstens eine magnetische Abschnitt fest an der Entnahmevorrichtung angeordnet sein. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Portioniervorrichtung kann die Entnahmevorrichtung derart an der Führungsvorrichtung entlang geführt werden, dass die Entnahmevorrichtung und damit der wenigstens eine magnetische Abschnitt in das Behältnis zur Aufnahme wenigstens eines magnetischen Kleinteils eintauchen kann. Die Führungsvorrichtung der Portioniervorrichtung ist bei einer derartigen Ausgestaltung der Portioniervorrichtung so ausgebildet und an der Portioniervorrichtung angeordnet, dass die Entnahmevorrichtung zumindest teilweise eine horizontale Bewegung ausführen kann.
Besonders bevorzugt ist eine Portioniervorrichtung, bei der der wenigstens eine magnetische Abschnitt verschiebbar und/oder verschwenkbar an der Entnahmevorrichtung angeordnet ist. Eine derartige Ausgestaltung der Portioniervorrichtung ermöglicht eine einfache Ausgestaltung der Führungsvorrichtung. So kann diese derartig ausgebildet sein, dass die Entnahmevorrichtung eine geradlinige Bewegung, insbesondere eine horizontale geradlinige Bewegung, durchführen kann. Insbesondere ist die Verschiebbarkeit und/oder die Verschwenkbarkeit des wenigstens einen magnetischen Abschnitts an der Entnahmevorrichtung an die Bewegung der Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung gekoppelt. So kann der wenigstens eine magnetische Abschnitt der Entnahmevorrichtung derartig an die Bewegung der Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung gekoppelt sein, dass bei einer Bewegung der Entnahmevorrichtung oberhalb des Behältnisses, Das heißt entlang der Öffnung des Behältnisses, der wenigstens eine magnetische Abschnitt der Entnahmevorrichtung zur magnetischen Aufnahme wenigstens eines magnetischen Kleinteils in das Behältnis hineingeschoben und/oder hineingeschwenkt wird. Der wenigstens eine magnetische Abschnitt ist ferner vorzugsweise derart an die Bewegung der Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung gekoppelt, dass bei der Bewegung der Entnahmevorrichtung von der Entnahmeposition in die Abstreifposition der magnetische Abschnitt derart an der Entnahmevorrichtung verschoben und/oder verschwenkt wird, dass der magnetische Abschnitt und damit die von dem magnetischen Abschnitt aufgenommenen magnetischen Kleinteile über die Behältniswandung des Behältnisses geführt werden.
Besonders vorteilhaft, kann bei einer Portioniervorrichtung vorgesehen sein, dass jeder magnetische Abschnitt an einem Ende eines verschiebbar und/oder verschwenkbar an der Entnahmevorrichtung gelagerten Stifts angeordnet ist. Die Bewegung des wenigstens einen Stifts ist insbesondere derart an die Bewegung der Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung gekoppelt, dass bei einem Entlangführen der Entnahmevorrichtung entlang der Öffnung des Behältnisses der magnetische Abschnitt an dem Ende des jeweiligen Stifts in das Innere des Behältnisses verschoben und/oder verschwenkt wird, um magnetische Kleinteile aus dem Behältnis magnetisch aufzunehmen. Gleichzeitig ist die Bewegung des wenigstens einen Stifts so auf die Bewegung der Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung abgestimmt, dass bei einer Bewegung der Entnahmevorrichtung über die Wandung des Behältnisses der jeweilige Stift und damit der jeweilige magnetische Abschnitt am Ende eines Stifts aus dem Inneren des Behältnisses herausgeschoben und/oder herausgeschwenkt ist. Außerhalb des Behältnisses ist die Bewegung des wenigstens einen Stifts so auf die Bewegung der Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung abgestimmt, dass bei der Bewegung der Entnahmevorrichtung in die Abstreifposition der jeweilige magnetische Abschnitt an dem Abstreifelement der Portioniervorrichtung vorbeigeführt wird.
Besonders bevorzugt weist die Entnahmevorrichtung mehrere, insbesondere 3–5, beweglich gelagerte Stifte auf. Diese können beispielsweise linear an der Entnahmevorrichtung, insbesondere in einer vertikalen Bewegung, geführt sein. Die lineare Bewegung der Stifte ist vorzugsweise an die Bewegung der Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung gekoppelt. Besonders bevorzugt sind die Stifte um eine Schwenkachse verschwenkbar an der Entnahmevorrichtung gelagert. Dabei ist die Schwenkbewegung der Stifte um die Schwenkachse ebenfalls vorzugsweise an die Bewegung der Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung gekoppelt.
Die Führungsvorrichtung der Portioniervorrichtung kann beispielsweise eine Kulissenführung sein, entlang der die Entnahmevorrichtung geführt werden kann. Die Kulissenführung kann insbesondere einen gebogenen Verlauf aufweisen, der es ermöglicht, dass die Entnahmevorrichtung bei einer Bewegung entlang der Kulissenführung in das Behältnis eintaucht. Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Portioniervorrichtung vorgesehen sein, dass die Führungsvorrichtung zumindest eine Führungsschiene, insbesondere zumindest eine Rollenführung, und dass die Entnahmevorrichtung wenigstens ein Führungselement, insbesondere Führungsrollen, zur Führung der Bewegung der Entnahmevorrichtung an der Führungsvorrichtung aufweisen. Besonders bevorzugt ist die Entnahmevorrichtung widerstandsfrei bzw. annähernd widerstandsfrei an der Führungsvorrichtung geführt. Dies kann insbesondere durch eine Führungsvorrichtung, die als Rollenführung ausgebildet ist, und durch eine Entnahmevorrichtung, die Führungsrollen aufweist, realisiert werden. Die Rollenführung und die Führungsrollen sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass die Führungsrollen fast ohne Rollwiderstand an der Rollenführung geführt sind.
Ferner ist eine Portioniervorrichtung bevorzugt, bei der das Abstreifelement eine Abstreifkante zum Abstreifen des wenigstens einen magnetischen Kleinteils von der Entnahmevorrichtung aufweist. Die Abstreifkante der Portioniervorrichtung ist derart angeordnet, dass bei der Bewegung der Entnahmevorrichtung aus der Entnahmeposition in die Abstreifposition der wenigstens eine magnetische Abschnitt derart nah an der Abstreifkante vorbeigeführt wird, dass das von dem wenigstens einen magnetischen Abschnitt aufgenommenen magnetische Kleinteil an der Abstreifkante abgestreift wird.
Eine Portioniervorrichtung, wie in den vorherigen Ausführungen beschrieben, kann zur Zuführung magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug manuell durch einen Werker betätigt werden. So kann die Entnahmevorrichtung manuell durch einen Werker entlang der Führungsvorrichtung bewegt werden, um in einer Entnahmeposition magnetische Kleinteile aus dem Behältnis zu entnehmen und in einer Abstreifposition außerhalb des Behältnisses die entnommenen magnetischen Kleinteile abzustreifen, so dass diese über die Zuführvorrichtung einem Werkzeug zugeführt werden können. Eine derartige Portioniervorrichtung hat den Vorteil, dass der Werker nicht selbstständig einzelne magnetische Kleinteile abzählen und aus einem Behältnis herausholen muss, sondern die Entnahmevorrichtung bei ihrer Bewegung entlang der Führungsvorrichtung eine bestimmte Anzahl magnetischer Kleinteile aus dem Behältnis entnimmt und zu einer bestimmten Position, insbesondere zu dem Werkzeug, zuführt. Hierdurch können Produktionsabläufe beschleunigt werden. Die Zeitersparnis, die durch die Portioniervorrichtung beim Zuführen magnetischer Kleinteile erzielt wird, ermöglicht auch eine Kostenreduzierung des Produktionsprozesses.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Portioniervorrichtung vorgesehen sein, dass das Behältnis, das Abstreifelement, die Führungsvorrichtung und die Zuführvorrichtung eine Wippeneinheit ausbilden, und dass die Portioniervorrichtung eine Wippenvorrichtung mit einer Wippenlagerung zur Lagerung der Wippeneinheit um eine Wippenachse, die an einem Grundkörper der Portioniervorrichtung angeordnet ist, aufweist, wobei die Befestigungsvorrichtung Teil einer ersten Seite der Wippeneinheit und mit einem definierten Abstand zu der Wippenachse an der Zuführvorrichtung angeordnet ist, so dass bei einer Befestigung des Werkzeugs an der Befestigungsvorrichtung aufgrund des Gewichts des Werkzeugs ein Drehmoment auf die Wippeneinheit ausgeübt wird. Bei einer derartigen Portioniervorrichtung ist es vorteilhaft, dass die Entnahmevorrichtung nicht durch einen Werker manuell entlang der Führungsvorrichtung bewegt werden muss, sondern aufgrund der Wippenlagerung der Wippeneinheit sich die Neigung der Führungsvorrichtung wahlweise ändern kann, so dass die Entnahmevorrichtung entsprechend zwischen der Entnahmeposition und der Abstreifposition hin und her laufen kann. Das Behältnis, das Abstreifelement, die Führungsvorrichtung und die Zuführvorrichtung bilden eine Wippeneinheit, die an einer Wippenvorrichtung gelagert ist. Das heißt, die Wippenvorrichtung weist eine Wippenlagerung mit einer Wippenachse auf, um die die Wippeneinheit drehbar gelagert ist. Ein Werker kann die Wippeneinheit manuell betätigen, so dass die Entnahmevorrichtung, je nach Neigung der Führungsvorrichtung, mal in die eine, mal in die andere Richtung läuft. Während dieser Bewegung gelangt die Entnahmevorrichtung in die Entnahmeposition, um über den wenigstens einen magnetischen Abschnitt magnetische Kleinteile aus dem Behältnis aufzunehmen. Die aufgenommenen magnetischen Kleinteile werden von der Entnahmevorrichtung mitgeführt und bei einer Bewegung der Entnahmevorrichtung in die Abstreifposition an dem Abstreifelement der Portioniervorrichtung abgestreift. Dort fallen sie aufgrund ihrer Gewichtskraft in die Zuführvorrichtung, die wiederum die magnetischen Kleinteile dem Werkzeug zuführen kann. Ein Werker braucht lediglich die Wippeneinheit bewegen, um eine bestimmte Anzahl magnetischer Bauteile aufzunehmen und zur Weiterverarbeitung bereitzustellen. Besonders bevorzugt ist bei einer derartigen Portioniervorrichtung, dass sobald ein Werker das Werkzeug, beispielsweise einen Schraubendreher, in die Befestigungsvorrichtung der Zuführvorrichtung steckt, die Wippeneinheit sich in Richtung des eingesteckten Werkzeugs neigt. In dieser geneigten Position der Wippeneinheit bewegt sich die Entnahmevorrichtung aufgrund ihrer Schwerkraft automatisch in Richtung der Abstreifposition, so dass automatisch beim Einstecken des Werkzeugs in die Befestigungsvorrichtung magnetische Kleinteile an dem Abstreifelement abgestreift werden und über die Zuführvorrichtung zu dem Werkzeug zugeführt werden. Weist das Werkzeug einen entsprechenden magnetischen Bereich auf, der im Zugangsbereich der magnetischen Kleinteile liegt, werden diese aufgrund der Magnetkraft automatisch am Werkzeug festgehalten.
Die Portioniervorrichtung weist einen Grundkörper auf, an dem die Wippenlagerung angeordnet ist. Der Grundkörper ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieser auf einem Untergrund, beispielsweise einen Tisch, befestigt werden kann, um die Portioniervorrichtung zu fixieren. Die Wippeneinheit ist an der Wippenvorrichtung, insbesondere um die Wippenachse der Wippenlagerung drehbar gelagert. Damit das in die Befestigungsvorrichtung einsteckbare Werkzeug ein Drehmoment auf die Wippeneinheit ausgeübt, ist die Befestigungsvorrichtung auf einer ersten Seite der Wippeneinheit mit einem definierten Abstand zu der Wippenachse an der Zuführvorrichtung befestigt. Das bedeutet, sobald ein Werkzeug an der Befestigungsvorrichtung fixiert ist, neigt sich die Wippeneinheit auf Grund der Gewichtskraft des Werkzeugs in Richtung des Werkzeugs. Während des Neigungsvorgangs der Wippeneinheit läuft die Entnahmevorrichtung in Richtung der Abstreifposition, wodurch die von der Entnahmevorrichtung mitgenommenen magnetischen Kleinteile an dem Abstreifelement abgestreift werden und über die Zuführvorrichtung dem an der Zuführvorrichtung befestigten Werkzeug zugeführt werden. Befand sich die Entnahmevorrichtung zuvor nicht in der Entnahmeposition und sind entsprechend keine magnetischen Kleinteile von der Entnahmevorrichtung aufgenommen worden, hat der Werker die Möglichkeit, die Wippeneinheit manuell andersherum zu drehen, so dass die Entnahmevorrichtung von der Abstreifposition in die Entnahmeposition bewegt wird. Hierzu muss er ein Gegendrehmoment auf die Wippeneinheit ausüben, welches größer ist als das Drehmoment, welches von dem Werkzeug auf die Wippeneinheit ausgeübt wird. Befindet sich kein Werkzeug in der Befestigungsvorrichtung der Portioniervorrichtung, muss ein Werker entsprechend weniger Kraft aufwenden, um die Wippeneinheit so zu drehen, dass die Entnahmevorrichtung aus der Abstreifposition in die Entnahmeposition bewegt wird.
Besonders bevorzugt ist eine Portioniervorrichtung, die derart ausgebildet ist, dass beim Fehlen eines Werkzeugs in der Befestigungsvorrichtung der Zuführvorrichtung die Wippeneinheit automatisch derart gedreht wird, dass die Entnahmevorrichtung automatisch in die Entnahmeposition zu dem Behältnis fährt. Daher ist eine Portioniervorrichtung besonders vorteilhaft, die dadurch gekennzeichnet ist, dass an der zweiten Seite der Wippeneinheit, beabstandet zu der Wippenachse, ein Kraftelement vorgesehen ist, über das ein Gegendrehmoment zu dem Drehmoment auf die Wippeneinheit ausgeübt wird, wobei das Kraftelement derart ausgebildet und an der zweiten Seite der Wippenvorrichtung angeordnet ist, dass das Gegendrehmoment kleiner als das von dem Werkzeug ausübbare Drehmoment ist.
Durch eine derartige Portioniervorrichtung ist gewährleistet, dass, wenn ein Werkzeug in der Befestigungsvorrichtung sitzt, die Wippeneinheit aufgrund des von dem Werkzeug ausgeübten Drehmoments in Richtung der ersten Seite der Wippeneinheit geneigt wird, so dass Entnahmevorrichtung in die Abstreifposition geführt wird und dadurch magnetische Kleinteile, die sich an der Entnahmevorrichtung befinden, abgestreift werden und über die Zuführvorrichtung zu dem Werkzeug geführt werden. Solange das Werkzeug sich in der Befestigungsvorrichtung der Portioniervorrichtung befindet, verharrt die Wippeneinheit in der zur ersten Seite geneigten Position. Dies liegt daran, dass das Drehmoment, welches von dem Werkzeug auf die Wippeneinheit ausgeübt wird, größer ist als das Gegendrehmoment, welches von dem Kraftelement auf die Wippeneinheit ausgeübt wird. Wird das Werkzeug aus der Befestigungsvorrichtung entfernt, wird kein Drehmoment mehr von diesem auf die Wippeneinheit ausgeübt, so dass das Gegendrehmoment die Wippeneinheit in die andere Richtung gedreht, so dass die Wippeneinheit auf der zweiten Seite in Richtung des Grundkörpers der Portioniervorrichtung geneigt wird. Hierdurch wird auch die Führungsvorrichtung in die entgegengesetzte Richtung geneigt, so dass die Entnahmevorrichtung von der Abstreifposition zumindest in die Entnahmeposition bewegt wird. Das bedeutet, das Einsetzen bzw. Herausnehmen des Werkzeugs aus der Befestigungsvorrichtung der Zuführvorrichtung der Portioniervorrichtung sorgt für die Drehung der Wippeneinheit um die Wippenachse der Wippenlagerung. Befindet sich kein Werkzeug an der Portioniervorrichtung, werden automatisch magnetische Kleinteile von der Entnahmevorrichtung aus dem Behältnis entnommen und an dem wenigstens einen magnetischen Abschnitt gehalten. Benötigt ein Werker neue magnetische Kleinteile zur Durchführung eines Produktionsprozesses, braucht er lediglich das Werkzeug an der Befestigungsvorrichtung der Zuführvorrichtung der Portioniervorrichtung fixieren. Aufgrund der dann durchgeführten Drehbewegung der Wippeneinheit werden über die Portioniervorrichtung automatisch die von der Entnahmevorrichtung bereits aufgenommenen magnetischen Kleinteile dem Werkzeug zugeführt. Der Werker braucht weder eine bestimmte Anzahl von Kleinteilen abzählen, noch braucht er diese aus einem Behältnis manuell zu entnehmen. Die Portioniervorrichtung stellt ihm automatisch eine bestimmte Anzahl magnetischer Kleinteile zu Verfügung, sobald er das Werkzeug an der Portioniervorrichtung befestigt.
Benötigt der Werker immer eine bestimmte Anzahl von magnetischen Kleinteilen, beispielsweise Schrauben, kann die Entnahmevorrichtung derart ausgestaltet werden, dass diese immer genau die bestimmte Anzahl der benötigten Kleinteile zu Verfügung stellt. Dies wird dadurch gesteuert, dass die Entnahmevorrichtung eine entsprechende Anzahl magnetische Abschnitte aufweist. Besonders bevorzugt weist die Entnahmevorrichtung eine entsprechende Anzahl beweglich gelagerter Stifte auf, wobei jeder Stift an seinem Ende einen magnetischen Abschnitt aufweist. Je nach Anforderung kann die Anzahl der magnetischen Abschnitte bzw. die Anzahl der Stifte mit magnetischen Abständen an der Entnahmevorrichtung verändert werden. Eine derartige Portioniervorrichtung spart dem Werker viel Zeit, da diesem durch die Portioniervorrichtung automatisch eine entsprechend gewünschte Anzahl magnetischer Kleinteile zur Verfügung gestellt wird. Der Produktionsprozess, beispielsweise ein Teil einer Fertigung eines Kraftfahrzeugs, kann dadurch optimiert, insbesondere kostenoptimiert, durchgeführt werden.
Das an der zweiten Seite der Wippeneinheit vorgesehene Kraftelement kann verschiedenartig ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Kraftelement ein Gewichtelement sein, welches an der zweiten Seite der Wippeneinheit angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich zu dem Gewichtelement kann das Kraftelement ein Federelement sein, welches an der zweiten Seite der Wippeneinheit zwischen einem Angriffspunkt, der beabstandet zu der Wippenachse an der Wippeneinheit angeordnet ist, und dem Grundkörper der Portioniervorrichtung angeordnet ist. Das Federelement ist dabei derart dimensioniert, dass dieses zur Ausübung eines Gegendrehmoments dann gespannt ist, wenn die Wippeneinheit aufgrund eines eingesteckten Werkzeugs in der Befestigungsvorrichtung zur ersten Seite geneigt ist. Die erste Seite der Wippeneinheit ist diejenige Seite, an der sich das Abstreifelement, die Zuführvorrichtung und dementsprechend die Befestigungsvorrichtung befinden. Das von dem Federelement aufgrund der Spannkraft ausgeübte Gegendrehmoment sorgt für eine Neigung der Wippeneinheit in Richtung der zweiten Seite, sobald das Werkzeug aus der Befestigungsvorrichtung entfernt wird. Ferner kann bei einer Portioniervorrichtung vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Wippenvorrichtung Begrenzungselemente auf beiden Seiten der Wippenachse aufweist, um die Bewegung der Wippeneinheit in beide Drehrichtungen um die Wippenachse zu begrenzen. Hierdurch ist die Bewegung bzw. die Neigung der Wippeneinheit zu beiden Seiten bezogen auf die Wippenachse begrenzt. Die Begrenzungselemente sind vorzugsweise unterhalb der Wippeneinheit, insbesondere unterhalb des Behältnisses, angeordnet, umso die Neigung der Wippeneinheit auf beiden Seiten zu begrenzen. Die Begrenzungselemente können beispielsweise durch Vorsprünge an der Wippenvorrichtung ausgebildet sein. Insbesondere sind die Begrenzungselemente dämpfend ausgebildet, so dass keine Beschädigungen der Wippeneinheit bei Anschlag der Wippeneinheit an ein Begrenzungselement erfolgt. Ferner kann durch ein dämpfend ausgebildetes Befestigungselement eine Geräuschreduzierung erzielt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einer Portioniervorrichtung vorgesehen sein, dass die Führungsvorrichtung ein erstes Anschlagelement zum Stoppen der Bewegung der Entnahmevorrichtung in oder nach der Abstreifposition und ein zweites Anschlagelement zum Stoppen der Bewegung der Entnahmevorrichtung in einer Stoppposition, die der Entnahmeposition entspricht oder ausgehend von der Abstreifposition der Entnahmeposition nachgeordnet ist, aufweist. Durch die Anschlagelemente ist die Bewegung der Entnahmevorrichtung an der Führungsvorrichtung definiert. Das erste Anschlagelement ist derart an der Portioniervorrichtung angeordnet, dass dieses die Entnahmevorrichtung nach Durchführung einer Bewegung von der Entnahmeposition zur Abstreifposition stoppt. Das erste Anschlagelement und damit die Abstreifposition ist vorzugsweise unmittelbar dem Abstreifelement nachgeordnet, so dass sichergestellt ist, dass die von der Entnahmevorrichtung entnommenen magnetischen Kleinteile vorm oder beim Erreichen der Abstreifposition durch das Abstreifelement abgestreift werden. Das zweite Anschlagelement dient zum Stoppen der Bewegung der Entnahmevorrichtung auf der zweiten Seite der Wippeneinheit. Das bedeutet, das zweite Anschlagelement ist ausgehend von der Abstreifposition der Entnahmeposition nachgeordnet. Dadurch ist sichergestellt, dass beim Erreichen der Stoppposition die Entnahmevorrichtung die Entnahmeposition durchlaufen und entsprechend magnetische Kleinteile aufgenommen hat.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Werkzeug, welches zur Verarbeitung magnetischer Kleinteile ausgebildet ist, gelöst. Das Werkzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Befestigungselement mit zumindest einem magnetischen Bereich aufweist, wobei das Befestigungselement zur lösbaren Befestigung des Werkzeugs an der Befestigungsvorrichtung der Portioniervorrichtung ausgebildet ist. Das bedeutet, das Befestigungselement des Werkzeugs ist auf die Befestigungsvorrichtung der Portioniervorrichtung angepasst, so dass das Werkzeug über das Befestigungselement vorzugsweise formschlüssig in die Befestigungsvorrichtung der Portioniervorrichtung eingesetzt werden kann. Hierdurch ist das Werkzeug zur magnetischen Aufnahme magnetischer Kleinteile sicher an der Portioniervorrichtung gehalten. Das Befestigungselement kann beispielsweise durch ein Mundstück oder ein Zentrierfutter des Werkzeugs, beispielsweise eines Schraubendreher, gebildet sein. Alternativ dazu kann das Befestigungselement ein vorzugsweise eckiger Befestigungsring sein, der an dem Werkzeug befestigbar ist. An dem Befestigungsring ist entsprechend zumindest ein magnetischer Bereich ausgebildet, der zur Aufnahme der magnetischen Kleinteile dient. Ein Werker erhält durch ein derartiges Werkzeug im Zusammenspiel mit der zuvor beschriebenen Portioniervorrichtung auf einfache und kostensparende Art und Weise immer eine bestimmte Anzahl von benötigten magnetischen Kleinteilen, die zur Weiterverarbeitung in einem Produktionsprozess durch das Werkzeug selbst gehalten werden.
Entsprechend wird die Aufgabe gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung durch ein Positioniersystem, aufweisend eine Portioniervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, insbesondere gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 12, und ein Werkzeug, gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, insbesondere gemäß Anspruch 13, gelöst, wobei die Befestigungsvorrichtung der Zuführvorrichtung der Portioniervorrichtung zur formschlüssigen Aufnahme des Befestigungselements des Werkzeugs ausgebildet ist, wobei der magnetische Bereich des Befestigungselements derart an der Zuführvorrichtung positioniert ist, dass an dem Abstreifelement abgestreifte magnetische Kleinteile durch die Zuführvorrichtung zu dem magnetischen Bereich des Befestigungselements des Werkzeugs geleitet werden. Durch ein derartiges Positioniersystem kann in einem Produktionsprozess einem Werker auf einfache und schnelle Art und Weise eine bestimmte Anzahl magnetischer Kleinteile zu Verfügung gestellt werden, ohne dass der Werker selbst die Anzahl der erforderlichen magnetischen Kleinteile abzählen und einem Behältnis entnehmen muss. Durch diesen automatisierten Bereitstellungsvorgang magnetischer Kleinteile kann der nachfolgende Produktionsprozess, beispielsweise die Fertigung eines Kraftfahrzeugs, beschleunigt und kostenoptimiert durchgeführt werden. Sämtliche Vorteile, die ausführlich zu einer Portioniervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt Erfindung bzw. zu einem Werkzeug gemäß den zweiten Aspekt der Erfindung erläutert worden sind, gelten entsprechend auch bei dem Positioniersystem.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Zuführen magnetischer Kleinteile zu einem Werkzeug, welches gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist, mittels einer Portioniervorrichtung, welche gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet ist, gelöst, wobei das Verfahren durch nachfolgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

– dass die Entnahmevorrichtung an der Führungsvorrichtung entlang in die Entnahmeposition oberhalb des Behältnisses geführt wird,
– dass in der Entnahmeposition der Entnahmevorrichtung durch den wenigstens einen magnetischen Abschnitt der Entnahmevorrichtung ein oder mehrere magnetische Kleinteile aus dem Behältnis entnommen werden,
– dass nach der Entnahme des wenigstens einen magnetischen Kleinteils die Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung in die Abstreifposition bewegt wird,
– dass bei der Bewegung der Entnahmevorrichtung aus der Entnahmeposition in die Abstreifposition das von der Entnahmevorrichtung magnetisch entnommene wenigstens eine magnetische Kleinteil an dem Abstreifelement abgestreift und der Zuführvorrichtung zugeführt wird, und
– dass das wenigstens eine abgestreifte magnetische Kleinteil über die Zuführvorrichtung dem magnetischen Bereich des Befestigungselements des Werkzeugs zugeführt wird.

Bei dem Verfahren geltenden entsprechend ebenfalls sämtliche Vorteile, wie sie ausführlich zu einer Portioniervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt Erfindung, zu einem Werkzeug gemäß den zweiten Aspekt der Erfindung bzw. einem Positioniersystem gemäß dem dritten Aspekt Erfindung erläutert worden sind.
In einem ersten Schritt wird die Entnahmevorrichtung oberhalb des Behältnisses derart an der Führungsvorrichtung entlang geführt, bis die Entnahmevorrichtung die Entnahmeposition erreicht. In der Entnahmeposition ist der wenigstens eine magnetische Abschnitt der Entnahmevorrichtung derart in das Innere des Behältnisses gerichtet, dass dieser mindestens ein magnetisches Kleinteil aus dem Behältnis magnetisch aufnehmen kann. Nach der Entnahme eines oder mehrerer magnetischen Kleinteile durch die Entnahmevorrichtung wird diese von der Entnahmeposition in die Abstreifposition bewegt. Hierzu wird die Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung bewegt. Vorzugsweise weist die Entnahmevorrichtung Rollen zur widerstandsfreien Bewegung der Entnahmevorrichtung an der Führungsvorrichtung. Bei der Bewegung der Entnahmevorrichtung in Richtung der Abstreifposition wird das von der Entnahmevorrichtung magnetisch entnommene wenigstens eine magnetische Kleinteil an dem Abstreifelement der Portioniervorrichtung abgestreift und der Zuführvorrichtung, die vorzugsweise unterhalb des Abstreifelements angeordnet ist, zugeführt. Das abgestreifte wenigstens eine magnetische Kleinteil fällt in die Zuführvorrichtung und wird mittels der Zuführvorrichtung dem magnetischen Bereich des Befestigungselements des Werkzeugs zugeführt. Das wenigstens eine magnetische Kleinteil wird aufgrund der magnetischen Kraft an dem magnetischen Bereich des Befestigungselements gehalten, so dass bei der Entfernung des Werkzeugs aus der Befestigungsvorrichtung der Portioniervorrichtung das wenigstens eine magnetische Kleinteil definiert an dem Werkzeug gehalten ist. Vorzugsweise werden durch das Verfahren mehrere, insbesondere 3–5, magnetische Kleinteile gleichzeitig in der Entnahmeposition von der Entnahmevorrichtung entnommen und dem Werkzeug zugeführt. Das Werkzeug und damit der Werker erhalten durch das Verfahren immer eine gleiche bestimmte Anzahl von magnetischen Kleinteilen, die zur Weiterverarbeitung durch das Werkzeug dem Werker zur Verfügung stehen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass bei Nichtvorhandensein eines Werkzeugs in der Befestigungsvorrichtung der Portioniervorrichtung die Wippeneinheit der Portioniervorrichtung automatisch aufgrund des von dem Kraftelement ausgeübten Gegendrehmoments derart um die Wippenachse gedreht wird, dass die Entnahmevorrichtung zur magnetischen Aufnahme wenigstens eines magnetischen Kleinteils aus dem Behältnis an der Führungsvorrichtung entlang in die Entnahmeposition oberhalb des Behältnisses geführt wird, und dass nach der lösbaren Befestigung des Werkzeugs an der Befestigungsvorrichtung der Zuführvorrichtung die Wippeneinheit der Portioniervorrichtung derart bewegt wird, dass die Entnahmevorrichtung entlang der Führungsvorrichtung in die Abstreifposition bewegt wird und dass das wenigstens eine bei der Bewegung der Entnahmevorrichtung aus der Entnahmeposition in die Abstreifposition an dem Abstreifelement abgestreifte magnetische Kleinteil über die Zuführvorrichtung dem magnetischen Bereich des Befestigungselements des Werkzeugs zugeführt wird. Bei einem derartigen Verfahren wird die Funktionalität der Portioniervorrichtung durch das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein des Werkzeugs und das Kraftelement gesteuert. Das Kraftelement ist derart auf das von dem Werkzeug auf die Wippeneinheit ausgeübte Drehmoment eingestellt, dass dieses ein im Vergleich zum Drehmoment des Werkzeugs geringeres Gegendrehmoment auf die Wippeneinheit ausgeübt. Das bedeutet, solange das Werkzeug an der Befestigungsvorrichtung der Portioniervorrichtung befestigt ist, ist die Wippeneinheit zur ersten Seite der Wippenvorrichtung geneigt, so dass die an dem Abstreifelement abgestreiften magnetischen Kleinteile dem Werkzeug zugeführt werden können. Ist das Werkzeug aus der Befestigungsvorrichtung entfernt, sorgt das von dem Kraftelement auf der zweiten Seite der Wippenvorrichtung ausgeübte Gegendrehmoment für eine Drehung der Wippeneinheit um die Wippenachse der Wippenlagerung, so dass die Wippeneinheit auf der zweiten Seite zu dem Grundkörper der Portioniervorrichtung geneigt ist. In dieser Position der Wippeneinheit wird die Entnahmevorrichtung automatisch aus der Abstreifposition zur Aufnahme neuer magnetischer Kleinteile in die Entnahmeposition bewegt. Sobald erneut das Werkzeug an der Befestigungsvorrichtung der Zuführvorrichtung fixiert wird, verdreht sich die Wippeneinheit erneut in die andere Drehrichtung, so dass die von der Entnahmevorrichtung aufgenommenen magnetischen Kleinteile an dem Abstreifelement abgestreift und dem Werkzeug zugeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Es zeigen jeweils schematisch:
1 eine Seitenansicht auf eine Portioniervorrichtung, bei der die Entnahmevorrichtung sich in der Entnahmeposition zur Aufnahme magnetischer Kleinteile aus dem Behältnis befindet,
2 eine Seitenansicht auf die Portioniervorrichtung gemäß 1, bei der die Entnahmevorrichtung sich von der Entnahmeposition in Richtung der Abstreifposition bewegt,
3 eine Seitenansicht auf ein erfindungsgemäßes Werkzeug, welches ein Befestigungselement zur Befestigen des Werkzeugs an einer Portioniervorrichtung gemäß 1 aufweist,
4 eine vergrößerte Darstellung des Befestigungselements des Werkzeugs gemäß 3,
5 eine Draufsicht auf eine Zuführvorrichtung einer Portioniervorrichtung, in der das Befestigungselement eines Werkzeugs formschlüssig fixiert ist,
6 eine Seitenansicht auf eine Portioniervorrichtung, mit verschiedenen Stellungen der Entnahmevorrichtung an der Führungsvorrichtung der Portioniervorrichtung, und
7 eine vergrößerte Darstellung eines weiteren Befestigungselements und ein Halteelement für magnetische Kleinteile.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 7 mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt schematisch in einer Seitenansicht eine Portioniervorrichtung 10, bei der die Entnahmevorrichtung 12 sich in der Entnahmeposition E zur Aufnahme magnetischer Kleinteile 1 aus dem Behältnis 11 der Portioniervorrichtung 10 befindet. Die Portioniervorrichtung 10 weist neben der Entnahmevorrichtung 12 ein Behältnis 11, welches zur Aufnahme einer Vielzahl magnetischer Kleinteile 1 ausgebildet ist, auf. Die magnetischen Kleinteile 1 sind insbesondere Niete, Bolzen oder Schrauben, die durch entsprechende Werkzeuge 50, wie beispielsweise Nietgerät, Bolzensetzgeräte oder Schraubendreher, weiterverarbeitet werden können. Die Portioniervorrichtung 10 weist ferner eine Führungsvorrichtung 15 auf, die zur Führung einer Bewegung 28 der Entnahmevorrichtung 12 entlang der Führungsvorrichtung 15 ausgebildet ist. Die Führungsvorrichtung 15 ist vorzugsweise als Führungsschiene, insbesondere als Rollenführung, ausgebildet, um die Entnahmevorrichtung 12, die vorzugsweise Führungsrollen 19 aufweist, möglichst ohne Rollwiderstand führen zu können. Die Entnahmevorrichtung 12 weist wenigstens einen magnetischen Abschnitt 13, vorzugsweise aber mehrere magnetische Abschnitte 13, auf, der bzw. die zur magnetischen Entnahme der magnetischen Kleinteile 1 aus dem Behältnis 11 in der Entnahmeposition E dienen. Die Portioniervorrichtung 10 weist ferner ein Abstreifelement 14 zum Abstreifen der von der Entnahmevorrichtung 12 magnetisch entnommenen magnetischen Kleinteile 1 bei der Bewegung 28 der Entnahmevorrichtung 12 aus der Entnahmeposition E in eine Abstreifposition A auf. Das Abstreifelement 14 weist eine Abstreifkante 20 zum Abstreifen der magnetischen Kleinteile 1 von der Entnahmevorrichtung 12 auf. Das bedeutet, bei der Bewegung der Entnahmevorrichtung 12 aus der Entnahmeposition E in die Abstreifposition A werden die magnetischen Kleinteile 1 derart an der Abstreifkante 20 vorbeigeführt, dass diese an der Abstreifkante 20 abgestreift werden. Unterhalb des Abstreifelements 14 ist die Zuführvorrichtung 16 der Portioniervorrichtung 10 angeordnet, die zum Zuführen der an dem Abstreifelement 14 abgestreiften magnetischen Kleinteile 1 zu dem Werkzeug 50 ausgebildet ist. Die Zuführvorrichtung 16 weißt einen Zuführkanal 21 auf, über den die abgestreiften magnetischen Kleinteile 1 zu dem in einer Befestigungsvorrichtung 17 der Zuführvorrichtung 16 gehaltenen Werkzeug 50 geführt werden. Die magnetischen Kleinteile 1 rutschen durch den Zuführkanal 21 aufgrund ihrer Schwerkraft in Richtung des Werkzeugs 50.
Die magnetischen Abschnitte 13 der Entnahmevorrichtung 12 sind jeweils an einem Ende eines verschiebbar und/oder verschwenkbar an der Entnahmevorrichtung 12 gelagerten Stifts 18 angeordnet. Insbesondere die schwenkbare Bewegung der Stifte 18 um eine Drehachse 25 an der Entnahmevorrichtung 12 ist an die Bewegung 28 der Entnahmevorrichtung 12 entlang des Führungselements 15 gekoppelt. Hierdurch ist sichergestellt, dass bei einer Bewegung der Entnahmevorrichtung 12 oberhalb des Behältnisses 11 die an den Enden der Stifte 18 sitzenden magnetischen Abschnitte 13 in das Innere des Behältnisses 11 eintauchen, um dort in der Entnahmeposition E magnetische Kleinteile 1 aufnehmen zu können. Gleichzeitig ist durch die Kopplung der Schwenkbewegung der Stifte 18 an die Bewegung 28 der Entnahmevorrichtung 12 an der Führungsvorrichtung 15 gewährleistet, dass die von den magnetischen Abschnitten 13 gehaltenen magnetischen Kleinteile 1 aus dem Inneren des Behältnisses 11 herausgeschwenkt werden, sobald die Entnahmevorrichtung 12 oberhalb des Randes des Behältnisses 11 vorbeigeführt wird. Des Weiteren ist durch diese Kopplung sichergestellt, dass die magnetischen Abschnitt 13 an der Abstreifkante 20 vorbeigeführt werden, wenn die Entnahmevorrichtung 12 in die Abstreifposition A geführt wird. In 6 sind sowohl die Entnahmeposition E, als auch die Abstreifposition A der Entnahmevorrichtung 12 gezeigt. In der Abstreifposition A wird die Bewegung 28 der Entnahmevorrichtung 12 durch ein erstes Anschlagelement 23 der Portioniervorrichtung 10 gestoppt. Die Portioniervorrichtung 10 weist ferner ein zweites Anschlagelement 24 zum Stoppen der Bewegung 28 der Entnahmevorrichtung 12 in einer Stoppposition S, die der Entnahmeposition E ausgehend von der Abstreifposition A der Entnahmeposition E nachgeordnet ist, auf. Durch die Anschlagelemente 23,24 ist die Bewegung 28 der Entnahmevorrichtung 12 an der Führungsvorrichtung 15 definiert. Durch die Lage des zweiten Anschlagselements 24 oder damit der Stoppposition S ist sichergestellt, dass die Entnahmevorrichtung 12 beim Erreichen der Stoppposition S die Entnahmeposition E durchlaufen und entsprechend magnetische Kleinteile 1 aufgenommen hat.
In 6 ist die Neigung der Führungsvorrichtung 15 in den jeweiligen Positionen A, E, S nicht dargestellt. 2 zeigt die Neigung der Portioniervorrichtung 10, wenn ein Werkzeug 50 sich in der Befestigungsvorrichtung 17 der Zuführvorrichtung 16 befindet.
Das Behältnis 11, das Abstreifelement 14, die Führungsvorrichtung 15 und die Zuführvorrichtung 16 bilden eine Wippeneinheit 40. Ferner weist die Portioniervorrichtung 10 eine Wippenvorrichtung 41 mit einer Wippenlagerung 42 zur Lagerung der Wippeneinheit 40 um eine Wippenachse 43 auf. Die Wippenvorrichtung 41 ist an einem Grundkörper 22 der Portioniervorrichtung 10 angeordnet. Die Wippenachse 43 teilt die Wippeneinheit 40 in eine erste Seite und in eine zweite Seite auf. An der ersten Seite der Wippeneinheit 40 sind das Abstreifelement 14, die Führungsvorrichtung 15 mit der Befestigungsvorrichtung 17 und die Zuführvorrichtung 16 angeordnet. An der zweiten Seite der Wippeneinheit 40 ist das zweite Anschlagelement 24 angeordnet. Das Behältnis 11 ist mittig zu der Wippenachse 43 angeordnet. Die Befestigungsvorrichtung 17 ist Teil der ersten Seite der Wippeneinheit 40 und mit einem definierten Abstand zu der Wippenachse 43 an der Zuführvorrichtung 16 angeordnet, so dass bei einer Befestigung des Werkzeugs 50 an der Befestigungsvorrichtung 17 aufgrund des Gewichts des Werkzeugs 50 ein Drehmoment D auf die Wippeneinheit 40 um die Wippenachse 43 ausgeübt wird. Das Drehmoment D sorgt dafür, dass die Wippeneinheit 40 auf der ersten Seite, an der das Werkzeug 50 befestigt ist, in Richtung des Grundkörpers 22 geneigt wird, damit die an dem Abstreifelement 14 abgestreiften magnetischen Kleinteile 1 über die Zuführvorrichtung 16 dem Werkzeug 50 zugeführt werden.
An der zweiten Seite der Wippeneinheit 40 ist beabstandet zu der Wippenachse 43 ferner ein Kraftelement 48 vorgesehen ist, über welches ein Gegendrehmoment G zu dem Drehmoment D auf die Wippeneinheit 40 ausgeübt werden kann. Das Kraftelement 49 ist derart ausgebildet und an der zweiten Seite der Wippenvorrichtung 41 angeordnet ist, dass das Gegendrehmoment G keiner ist als das von dem Werkzeug 50 ausgeübte Drehmoment, wenn diesen an der Befestigungsvorrichtung 17 befestigt ist.
Bei der in den 1, 2 und 6 gezeigten Portioniervorrichtung 10 ist gewährleistet, dass die Wippeneinheit 40 aufgrund des von dem Werkzeug 50 ausgeübten Drehmoments D in Richtung der ersten Seite der Wippeneinheit 40 geneigt wird, wenn das Werkzeug 50 in der Befestigungsvorrichtung 17 sitzt. Wird das Werkzeug 50 aus der Befestigungsvorrichtung 17 entfernt, wird kein Drehmoment D mehr von dem Werkzeug 50 auf die Wippeneinheit 40 mehr ausgeübt, so dass das von dem Kraftelement 49 ausgeübte Gegendrehmoment G die Wippeneinheit 40 in die andere Richtung dreht, so dass die Wippeneinheit 40 auf der zweiten Seite in Richtung des Grundkörpers 22 der Portioniervorrichtung 10 geneigt wird.
Das Drehmoment, welches von dem Werkzeug 50 auf die Wippeneinheit 40 ausgeübt wird, ist größer als das Gegendrehmoment G, welches von dem Kraftelement 49 auf die Wippeneinheit 40 ausgeübt wird.
Durch das Einsetzen bzw. Herausnehmen des Werkzeugs 50 aus der Befestigungsvorrichtung 17 der Zuführvorrichtung 16 der Portioniervorrichtung 10 kann die Wippeneinheit 40 in jeweils gewünschte Drehrichtung um die Wippenachse 43 der Wippenlagerung 42 gedreht werden. Befindet sich kein Werkzeug 50 an der Portioniervorrichtung 10 werden automatisch magnetische Kleinteile 1 von der Entnahmevorrichtung 12 aus dem Behältnis 11 entnommen, da das Kraftelement 49 die Wippeneinheit 40 derart neigt, dass die Entnahmevorrichtung 12 von der Abstreifposition A in die Entnahmeposition E überführt wird. Benötigt ein Werker neue magnetische Kleinteile 1 zur Durchführung eines Produktionsprozesses, befestigt er das Werkzeug 50 an der Befestigungsvorrichtung 17 der Zuführvorrichtung 16 der Portioniervorrichtung 10, so dass die Wippeneinheit 40 wieder in Richtung des Werkzeugs 50 geneigt wird und die Entnahmevorrichtung 12 von der Entnahmeposition E in die Abstreifposition A bewegt wird. Aufgrund der dann durchgeführten Drehbewegung der Wippeneinheit 40 werden über die Portioniervorrichtung 10 automatisch die von der Entnahmevorrichtung 12 aufgenommenen magnetischen Kleinteile 1 dem Werkzeug 50 zugeführt. Der Werker braucht weder eine bestimmte Anzahl von Kleinteilen 1 abzählen, noch braucht er diese aus einem Behältnis 11 manuell zu entnehmen. Die Portioniervorrichtung 10 stellt ihm automatisch eine bestimmte Anzahl magnetischer Kleinteile 1 zu Verfügung, sobald er das Werkzeug 50 an der Portioniervorrichtung 10 befestigt.
In 3 ist schematisch in einer Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Werkzeug 50 welches ein Befestigungselement 51 zur Befestigung des Werkzeugs 50 an der Portioniervorrichtung 10 gemäß den 1, 2 und 6 aufweist, gezeigt. Das Befestigungselement 51 ist in der Nähe des Mundstücks bzw. des Zentrierfutters des Werkzeugs 50 an dem Werkzeug 50 angeordnet. Das Befestigungselement 51 ist als eckiger Befestigungsring ausgebildet, der an dem Werkzeug befestigbar ist. An dem Befestigungsring ist ein magnetischer Bereich 52 angeordnet, der zur Aufnahme der magnetischen Kleinteile 1 dient. Der Befestigungsring weist eine Aussparung 54 auf, mittels der der Befestigungsring auf das Werkzeug 50 aufgesteckt werden kann. In 5 ist schematisch in einer Draufsicht eine Zuführvorrichtung 16 der Portioniervorrichtung gemäß den 1, 2 und 6 gezeigt, in der das Befestigungselement 51 gemäß 4 formschlüssig fixiert ist. Der magnetische Bereich 52 des Befestigungselements 51 ist derartig an der Befestigungsvorrichtung 17 der Zuführvorrichtung 16 angeordnet, dass dieser den Zuführkanal 21 der Zuführvorrichtung 16 zur magnetischen Aufnahme der magnetischen Kleinteile 1 begrenzt.
Die Portioniervorrichtung 10 und das Werkzeug 50 bilden das Positioniersystem 100. Das Positioniersystem 100 gewährleistet auf einfache und kostensparende Art und Weise, dass immer eine bestimmte Anzahl von benötigten magnetischen Kleinteilen 1, zur Weiterverarbeitung in einem Produktionsprozess durch das Werkzeug 50 dem Werkzeug 50 zugeführt werden.
7 zeigt schematisch in einer vergrößerten Darstellung ein ähnliches Befestigungselement 51, wie in 4. Zusätzlich zu dem Befestigungselement 51 der 4 weist das Befestigungselement 51 in 7 eine Arretiereinrichtung 55 zum Halten eines Halteelements 60 für magnetische Kleinteile 1. Das Halteelement 60 ist dazu ausgebildet zusätzlichen Platz für magnetische Reservekleinteile, aber auch für überschüssige magnetische Kleinteile 1 bereitzustellen. Besonders bevorzugt weist das Halteelement 60 Steckaufnahmen zum Befestigen der magnetischen Reservekleinteile beziehungsweise überschüssigen magnetischen Kleinteile 1 auf. Das Halteelement 60 weist vorzugsweise eine Gegenarretiereinrichtung 61, beispielsweise einen Steckvorsprung, auf, der formschlüssig in die Arretiereinrichtung 55 einsteckbar ist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Halteelement 60 auch kraftschlüssig an dem Befestigungselement 51 befestigt werden.
Bezugszeichenliste

1: magnetische Kleinteile
10: Portioniervorrichtung
11: Behältnis
12: Entnahmevorrichtung
13: magnetischer Abschnitt
14: Abstreifelement
15: Führungsvorrichtung
16: Zuführvorrichtung
17: Befestigungsvorrichtung
18: Stift
19: Führungselement
20: Abstreifkante
21: Zuführkanal
22: Grundkörper
23: erstes Anschlagelement
24: zweites Anschlagelement
25: Drehachse des Stifts
26: Drehbewegung des Stifts
27: Vertikalverschiebung des Stifts
28: Bewegung der Entnahmevorrichtung
40: Wippeneinheit
41: Wippenvorrichtung
42: Wippenlagerung
43: Wippenachse
44: Begrenzungselement
45: Begrenzungselement
46: erste Seite der Wippeneinheit
47: zweite Seite der Wippeneinheit
48: Kraftelement
49: Angriffspunkt
50: Werkzeug
51: Befestigungselement
52: magnetischer Bereich
53: Mittelachse des Befestigungselements
54: Aussparung
55: Arretiereinrichtung
60: Halteelement
61: Gegenarretiereinrichtung
100: Positioniersystem
A: Abstreifposition
E: Entnahmeposition
S: Stoppposition
D: Drehmoment
G: Gegendrehmoment

Claims

Portioniervorrichtung (10) zum Zuführen magnetischer Kleinteile (1) zu einem Werkzeug (50), aufweisend – ein Behältnis (11) zur Aufnahme einer Vielzahl magnetischer Kleinteile (1), – eine Entnahmevorrichtung (12) mit wenigstens einem magnetischen Abschnitt (13) zur magnetischen Entnahme eines oder mehrerer magnetischer Kleinteile (1) aus dem Behältnis (11) in einer Entnahmeposition (E) der Entnahmevorrichtung (12), – ein Abstreifelement (14) zum Abstreifen des von der Entnahmevorrichtung (12) magnetisch entnommenen wenigstens einen magnetischen Kleinteils (1) bei der Bewegung (28) der Entnahmevorrichtung (12) aus der Entnahmeposition (E) in eine Abstreifposition (A), – eine Führungsvorrichtung (15) zur Führung einer Bewegung (28) der Entnahmevorrichtung (12) zumindest zwischen der Entnahmeposition (E) und der Abstreifposition, und – eine Zuführvorrichtung (16) zum Zuführen des an dem Abstreifelement (14) abgestreiften wenigstens einen magnetischen Kleinteils (1) zu dem Werkzeug (50).
Portioniervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (16) eine Befestigungsvorrichtung (17) zur lösbaren Befestigung des Werkzeugs (50), insbesondere eines an dem Werkzeug (50) sitzenden Befestigungselements (51), an der Zuführvorrichtung (16) aufweist.
Portioniervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine magnetische Abschnitt (13) verschiebbar und/oder verschwenkbar an der Entnahmevorrichtung (12) angeordnet ist.
Portioniervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder magnetische Abschnitt (13) an einem Ende eines verschiebbar und/oder verschwenkbar an der Entnahmevorrichtung (12) gelagerten Stifts (18) angeordnet ist.
Portioniervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (15) zumindest eine Führungsschiene, insbesondere zumindest eine Rollenführung, und dass die Entnahmevorrichtung (12) wenigstens ein Führungselement (19), insbesondere Führungsrollen, zur Führung der Bewegung (28) der Entnahmevorrichtung (12) an der Führungsvorrichtung (15) aufweisen.
Portioniervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifelement (14) eine Abstreifkante (20) zum Abstreifen des wenigstens einen magnetischen Kleinteils (1) von der Entnahmevorrichtung (12) aufweist.
Portioniervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (16) einen unterhalb des Abstreifelements (14) angeordneten Zuführkanal (21) aufweist.
Portioniervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behältnis (11), das Abstreifelement (14), die Führungsvorrichtung (15) und die Zuführvorrichtung (16) eine Wippeneinheit (40) ausbilden, und dass die Portioniervorrichtung (10) eine Wippenvorrichtung (41) mit einer Wippenlagerung (42) zur Lagerung der Wippeneinheit (40) um eine Wippenachse (43), die an einem Grundkörper (22) der Portioniervorrichtung (10) angeordnet ist, aufweist, wobei die Befestigungsvorrichtung (17) Teil einer ersten Seite (46) der Wippeneinheit (40) und mit einem definierten Abstand zu der Wippenachse (43) an der Zuführvorrichtung (16) angeordnet ist, so dass bei einer Befestigung des Werkzeugs (50) an der Befestigungsvorrichtung (17) aufgrund des Gewichts des Werkzeugs (50) ein Drehmoment (D) auf die Wippeneinheit (40) ausgeübt wird.
Portioniervorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der zweiten Seite (47) der Wippeneinheit (40), beabstandet zu der Wippenachse (43), ein Kraftelement (48) vorgesehen ist, über das ein Gegendrehmoment (G) zu dem Drehmoment (G) auf die Wippeneinheit (40) ausgeübt wird, wobei das Kraftelement (48) derart ausgebildet und an der zweiten Seite (47) der Wippeneinheit (40) angeordnet ist, dass das Gegendrehmoment (G) keiner als das von dem Werkzeug (50) auf die Wippeneinheit (40) ausübbare Drehmoment (D) ist.
Portioniervorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftelement (48) ein Gewichtelement ist, welches an der zweiten Seite (47) der Wippeneinheit (40) angeordnet ist, und/oder ein Federelement ist, welches an der zweiten Seite (47) der Wippeneinheit (40) zwischen einem Angriffspunkt (49), der beanstandet zu der Wippenachse (43) an der Wippeneinheit angeordnet ist, und dem Grundkörper (22) der Portioniervorrichtung (10) angeordnet ist.
Portioniervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wippenvorrichtung (41) Begrenzungselemente (44, 45) auf beiden Seiten (46, 47) der Wippenachse (43) aufweist, um die Bewegung der Wippeneinheit (40) in beide Drehrichtungen um die Wippenachse (43) zu begrenzen.
Portioniervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung (15) ein erstes Anschlagelement (23) zum Stoppen der Bewegung (28) der Entnahmevorrichtung (15) in oder nach der Abstreifposition (A) und ein zweites Anschlagelement (24) zum Stoppen der Bewegung (28) der Entnahmevorrichtung (12) in einer Stoppposition (S), die der Entnahmeposition (E) entspricht oder ausgehend von der Abstreifposition (A) der Entnahmeposition (E) nachgeordnet ist, aufweist.
Werkzeug (30), welches zur Verarbeitung magnetischer Kleinteile ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Befestigungselement (51) mit zumindest einem magnetischen Bereich (52) aufweist, wobei das Befestigungselement (51) zur lösbaren Befestigung des Werkzeugs (50) an der Befestigungsvorrichtung (17) der Zuführvorrichtung (16) der Portioniervorrichtung (10) ausgebildet ist.
Positioniersystem (100), aufweisend eine Portioniervorrichtung (10) nach einem der vorangegangenen Ansprüche 2 bis 12 und ein Werkzeug (50) nach Anspruch 13, wobei die Befestigungsvorrichtung (17) der Zuführvorrichtung (16) der Portioniervorrichtung (10) zur formschlüssigen Aufnahme des Befestigungselements (51) des Werkzeugs (50) ausgebildet ist, wobei der magnetische Bereich (52) des Befestigungselements (51) derart an der Zuführvorrichtung (16) positioniert ist, dass an dem Abstreifelement (14) abgestreifte magnetische Kleinteile (1) durch die Zuführvorrichtung (16) zu dem magnetischen Bereich (52) geleitet werden.
Verfahren zum Zuführen magnetischer Kleinteile (1) zu einem Werkzeug (50) gemäß Anspruch 13 mittels einer Portioniervorrichtung (10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 12, wobei das Verfahren durch nachfolgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: – dass die Entnahmevorrichtung (12) an der Führungsvorrichtung (15) entlang in die Entnahmeposition (E) oberhalb des Behältnisses (11) geführt wird, – dass in der Entnahmeposition (E) der Entnahmevorrichtung (12) durch den wenigstens einen magnetischen Abschnitt (13) der Entnahmevorrichtung (12) ein oder mehrere magnetische Kleinteile (1) aus dem Behältnis (11) entnommen werden, – dass nach der Entnahme des wenigstens einen magnetischen Kleinteils (1) die Entnahmevorrichtung (12) entlang der Führungsvorrichtung (15) in die Abstreifposition (A) bewegt wird, – dass bei der Bewegung (28) der Entnahmevorrichtung (12) aus der Entnahmeposition (E) in die Abstreifposition (A) das von der Entnahmevorrichtung (12) magnetisch entnommene wenigstens eine magnetische Kleinteil (1) an dem Abstreifelement (14) abgestreift und der Zuführvorrichtung (16) zugeführt wird, und – dass das wenigstens eine abgestreifte magnetische Kleinteil (1) über die Zuführvorrichtung (16) dem magnetischen Bereich (52) des Befestigungselements (51) des Werkzeugs (50) zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichtvorhandensein eines Werkzeugs (50) in der Befestigungsvorrichtung (17) der Portioniervorrichtung (10) die Wippeneinheit (40) der Portioniervorrichtung (10) automatisch aufgrund des von dem Kraftelement (48) ausgeübten Gegendrehmoments (G) derart um die Wippenachse (43) gedreht wird, dass die Entnahmevorrichtung (12) zur magnetischen Aufnahme wenigstens eines magnetischen Kleinteils (1) aus dem Behältnis (11) an der Führungsvorrichtung (15) entlang in die Entnahmeposition (E) oberhalb des Behältnisses (11) geführt wird, und dass nach der lösbaren Befestigung des Werkzeugs (50) an der Befestigungsvorrichtung (17) der Zuführvorrichtung (16) die Wippeneinheit (40) der Portioniervorrichtung (10) derart bewegt wird, dass die Entnahmevorrichtung (12) entlang der Führungsvorrichtung (15) in die Abstreifposition (A) bewegt wird und dass das wenigstens eine bei der Bewegung (28) der Entnahmevorrichtung (12) aus der Entnahmeposition (E) in die Abstreifposition (A) an dem Abstreifelement (14) abgestreifte magnetische Kleinteil (1) über die Zuführvorrichtung (16) dem magnetischen Bereich (52) des Befestigungselements (51) des Werkzeugs (50) zugeführt wird.