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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fügevorrichtung zum Fügen eines Fügeelementes auf oder in ein Werkstück, mit einem Fügekopf und einem mittels einer Befestigungseinrichtung an den Fügekopf festgelegten Fügeelement-Halter, der dazu ausgebildet ist, ein Fügeelement so zu halten, dass es axial auf das Werkstück gefügt werden kann.
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Auf dem Gebiet der Fügevorrichtungen, die dazu ausgebildet sind, Fügeelemente auf Werkstücke zu fügen, beispielsweise im Wege des sogenannten Bolzenschweißens oder im Wege des Bolzenklebens, etc., ist es bekannt, Fügeelemente automatisiert einem Fügekopf oder einer Fügepistole zuzuführen. Entsprechendes ist bekannt bei Fügevorrichtungen, bei denen Fügeelemente wie Stanzniete, in ein Werkstück getrieben werden.
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An dem Fügekopf ist eine Halteeinrichtung vorgesehen, an der ein Fügeelement radial bzw. außenumfänglich gehalten wird. Beim Bolzenschweißen kann über eine derartige Haltevorrichtung ein Schweißstrom in das Fügeelement eingeleitet werden. Die Haltevorrichtung weist daher in der Regel eine hohe radiale Spannkraft auf.
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Das Zuführen erfolgt bei derartigen Fügevorrichtungen so, dass Fügeelemente über einen Fügeelement-Aufnehmer von radial in einen axialen Zuführkanal eingeleitet werden, über den Fügeelemente von hinten in die Haltevorrichtung zugeführt werden. Die Fügeelemente kommen dann im Bereich der Haltevorrichtung zur Ruhe, da sie durch Spannbacken der Haltevorrichtung abgebremst werden. Anschließend wird ein Ladestift mittels eines Ladestift-Aktuators aus einer Zuführposition, bei der der Zuführkanal freigegeben ist, von hinten gegen das Fügeelement gedrückt, um dieses in eine Halteposition in der Fügeelemente-Halteeinrichtung zu drücken. Die Position des Ladestiftes kann dann während des Fügeprozesses beibehalten werden, um das Fügeelement während eines solchen Prozesses axial abzustützen.
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Die Fügeelement-Haltevorrichtung weist an ihrem dem Fügeelement-Aufnehmer zugewandten Ende einen Flanschabschnitt auf, mittels dessen die Fügeelement-Halteeinrichtung axial gegen eine entsprechende radial ausgerichtete Stirnfläche des Fügeelement-Aufnehmers andrückbar ist. Zur Befestigung dient in vielen Fällen eine Überwurfmutter, die von der anderen axialen Seite gegen den Flansch der Halteeinrichtung drückt und auf ein Außengewinde des Fügeelement-Aufnehmers aufgeschraubt wird. Das Aufschrauben soll dabei in der Regel mit einem gewissen Drehmoment erfolgen, so dass die stirnseitigen Ringflächen fest aneinander liegen. Wenn hierbei Schläge auf ein Schraubwerkzeug ausgeübt werden, wie einen Maulschlüssel, können Linearführungen in dem Fügekopf beschädigt werden.
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Ferner wird der elektrische Schweißstrom über die stirnseitigen Ringflächen zwischen Fügeelement-Haltevorrichtung und Fügeelement-Aufnehmer übertragen.
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Vor dem obigen Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Fügevorrichtung anzugeben.
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Die obige Aufgabe wird bei der eingangs genannten Fügevorrichtung dadurch gelöst, dass die Befestigungseinrichtung einen Radialklemmring aufweist, der den Fügeelement-Halter radial gegen einen Fügekopfbund des Fügekopfes drückt.
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Mit der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung ist vorzugsweise wenigstens einer der folgenden Vorteile realisierbar.
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Durch die Maßnahme, den Fügeelement-Halter an dem Fügekopf, insbesondere an einem Fügeelement-Aufnehmer, mittels eines Radialklemmringes zu befestigen, wird bei dem Befestigungsvorgang kein Drehmoment auf den Fügekopf übertragen. Hierdurch können vorhandene Linearführungen geschont werden.
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Ferner ist ein Austausch des Fügeelement-Halters auf einfache Weise möglich, da nach dem Ansetzen des Fügeelement-Halters an den Fügekopf keine Überwurfmutter mehr über den Fügeelement-Halter zu führen ist. Demzufolge kann der Fügeelement-Halter beispielsweise auch dann montiert bzw. demontiert werden, wenn ein Gasmundstück zum Bolzenschweißen in Verbindung mit der Fügevorrichtung verwendet wird. Gleiches gilt für den Fall, dass ein Stützfuß radial nahe an dem Fügeelement-Halter angeordnet wird. Auch in diesem Fall ist eine Demontage eines solchen Stützfußes oder eines Gasmundstückes bei der erfindungsgemäßen Fügevorrichtung nicht erforderlich, um den Fügeelement-Halter zu montieren oder zu demontieren.
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Durch die Maßnahme, den Fügeelement-Halter radial gegen einen Fügekopfbund zu drücken, kann eine deutlich größere Fläche zur Verbindung dieser Bauteile verwendet werden. Demzufolge kann über diese größere Fläche auch ein geringer Übergangswiderstand realisiert werden, so dass über diese Fläche ein elektrischer Schweißstrom übertragbar ist, oder auch ein sonstiger Strom, beispielsweise zum Betreiben einer induktiven Erwärmungsvorrichtung.
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Der elektrische Schweißstrom kann dabei von dem Fügekopfbund auf den Fügeelement-Halter übertragen werden. Der elektrische Strom kann jedoch auch in den Radialklemmring eingeleitet werden und von dort in den Fügeelement-Halter überfragen werden. In beiden Fällen kann dies über eine große Mantelfläche erfolgen, so dass der Übergangswiderstand verringert ist.
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Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Radialklemmring als U-Ring ausgebildet, der den Fügeelement-Halter umfänglich umgreift und dessen freie Enden mittels einer Spanneinrichtung zusammendrückbar sind.
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Die Spanneinrichtung kann entlang einer Spannachse wirken, die tangential, insbesondere windschief zu einer Längsachse des Fügeelement-Halters ausgerichtet ist. Die Spanneinrichtung kann insbesondere durch eine Schraubeinrichtung gebildet sein, beispielsweise durch eine Schraube, die durch ein Durchgangsloch in einem freien Ende des Radialklemmrings hindurchgeschoben wird und in ein Gewinde des anderen freien Endes des Radialklemmrings eingeschraubt wird, um die freien Enden tangential zusammenzudrücken und hierdurch letztlich eine radiale Spannkraft auf den Fügeelement-Halter auszuüben.
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Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Spanneinrichtung so ausgebildet ist, dass ein Lösen der Spanneinrichtung dazu führt, dass die freien Enden des Radialklemmrings sich tangential voneinander wegbewegen.
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Hierdurch kann ein aktives Öffnen realisiert werden, so dass eine Demontage des Fügeelement-Halters erleichtert werden kann.
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Beispielsweise kann eine solche Ausbildung der Spanneinrichtung dadurch realisiert werden, dass in dem freien Ende, an dem sich ein Schraubenkopf einer Schraube der Spanneinrichtung axial abstützt, der Schraubenkopf mittels eines Axialsicherungselementes gesichert wird, so dass bei einem Lösen der Schraube der Kopf gegen das Axialsicherungselement anschlägt und hierdurch die freien Enden tangential auseinanderdrückt. Das Axialsicherungselement kann ein elastisch aufweitbarer Axialsicherungsring sein, der in eine Axialsicherungsnut der Spanneinrichtung eingesetzt ist. Alternativ kann das Axialsicherungselement durch eine hohle Schraube mit Längsöffnung gebildet sein. Ein Zugriff auf den Schraubenkopf der Spanneinrichtungsschraube erfolgt dann vorzugsweise durch die Längsöffnung hindurch. Bei einer Axialsicherungsschraube dieser Art kann das aktive Öffnungsverhalten vorzugsweise justierbar sein.
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Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn der Fügeelement-Halter einen Halterbund aufweist, der axial zwischen eine radiale Außenseite des Fügekopfbundes des Fügekopfes und eine radiale Innenseite des Radialklemmrings einführbar ist.
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Durch diese Maßnahme kann der Befestigungsvorgang im Wesentlichen durch eine einfache axiale Bewegung erfolgen.
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Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn der Halterbund wenigstens einen Axialschlitz aufweist.
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Durch den Axialschlitz kann gewährleistet werden, dass der Halterbund in radialer Richtung eine gewisse Elastizität erhält, so dass der Halterbund sowohl an seiner radialen Innenseite als auch an seiner radialen Außenseite eine großflächige Anlage an den Fügekopfbund bzw. an den Radialklemmring einrichten kann.
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Vorzugsweise weist der Haltebund wenigstens drei über den Umfang verteilt angeordnete Schlitze auf, insbesondere wenigstens vier und vorzugsweise weniger als zehn derartiger Schlitze. Der Axialschlitz bzw. die Axialschlitze gehen vorzugsweise von einem freien Ende des Halterbundes aus, so dass der Halterbund durch eine Mehrzahl von Halterbundzungen gebildet ist.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Fügeelement-Halter eine Montagehilfseinrichtung aufweist, mittels der erkennbar ist, ob der Fügeelement-Halter axial hinreichend tief in den Radialklemmring eingeführt ist.
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Insbesondere kann hierdurch erkennbar sein, ob der Halterbund axial hinreichend tief in den Radialklemmring eingeführt ist. Die Montagehilfseinrichtung kann beispielsweise einen Anschlagflansch an dem Fügeelement-Halter aufweisen, der in einer Befestigungsposition an einer Unterseite des Radialklemmringes anliegt.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Montagehilfseinrichtung an einem Halterbund des Fügeelement-Halters eine Führungsnut aufweist, die einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nutumfangsabschnitt aufweist, in den ein mit dem Radialklemmring verbundener Stift greift.
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Hierdurch ist es möglich, eine axial korrekte Einführposition des Fügeelement-Halters in den Radialklemmring dadurch zu erkennen bzw. zu bestätigen, dass der Fügeelement-Halter um einen Winkelbereich gegenüber dem Fügekopf verdreht wird, der vorzugsweise größer ist als 50° und vorzugsweise kleiner ist als 90°. Der sich in Umfangsrichtung erstreckende Nutumfangsabschnitt ist vorzugsweise entweder mit einem sich axial erstreckenden Nutaxialabschnitt verbunden, der sich hin zu einem freien Ende des Halterbundes erstreckt. Alternativ kann der sich in Umfangsrichtung erstreckende Nutumfangsabschnitt mit einem sich schräg bzw. wendelförmig hin zu dem freien Ende des Halterbundes erstreckenden Nutabschnitt verbunden sein. Beim Einführen des Halterbundes in den Radialklemmring greift der Stift dann zunächst in diesen Nutaxialabschnitt oder den sonstigen schrägen Nutabschnitt und kann dann, wenn der Halterbund axial hinreichend tief in den Radialklemmring eingeführt ist, in den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Nutumfangsabschnitt bewegt werden, indem der Fügeelement-Halter gegenüber dem Radialklemmring verdreht wird.
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Um zu überprüfen, ob eine solche Verdrehung stattgefunden hat, können an dem Radialklemmring und an dem Fügeelement-Halter in Umfangsrichtung aufeinander abgestimmte Markierungen vorgesehen sein, beispielsweise eine Markierung an einem Außenumfang des Halterbundes, die bei vollständigem Verdrehen durch ein Sichtfenster in dem Radialklemmring erkennbar ist.
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Eine elektrische Fügeenergie, beispielsweise in Form eines elektrischen Schweißstromes, kann auf verschiedene Art und Weise von dem Fügekopf auf den Fügeelement-Halter übertragen werden.
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In vielen Fällen ist es dabei bevorzugt, wenn der Fügekopf eine Isolierhülse aufweist, die den Fügekopfbund bildet, gegen den der Fügeelement-Halter mittels des Radialklemmrings drückbar ist.
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Hierdurch kann eine elektrische Isolierung zwischen dem Radialklemmring und dem Fügekopf erfolgen.
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In solchen Fällen sind der Radialklemmring als auch der Fügeelement-Halter vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus einem Stahl, hergestellt, so dass dazwischen elektrische Fügeenergie übertragbar ist.
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Der Radialklemmring ist durch diese Maßnahme dabei vorzugsweise vollkommen gegenüber dem Fügekopf, und insbesondere gegenüber einem Fügeelement-Aufnehmer elektrisch isoliert.
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Dabei ist es von besonderem Vorzug, wenn der Radialklemmring axial an der Isolierhülse gelagert ist.
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In anderen Fällen kann der Radialklemmring axial direkt an dem Fügekopf gelagert sein. Dies führt in beiden Fällen dazu, dass der Radialklemmring zwar ggf. verdrehbar bzw. radial/tangential beweglich ist, jedoch so gelagert, dass der Radialklemmring unverlierbar in Bezug auf die Fügekopf festgelegt ist.
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Bei einer Lagerung an der Isolierhülse kann hierbei eine Isolierung gegenüber dem Fügekopf aufrechterhalten werden.
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Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn der Radialklemmring mit einer elektrischen Energieversorgung verbunden ist, derart, dass elektrische Fügeenergie von der Energieversorgung über den Radialklemmring auf ein in dem Fügeelement-Halter gehaltenes Fügeelement übertragbar ist.
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Die elektrische Fügeenergie kann beispielsweise ein elektrischer Schweißstrom sein, kann jedoch auch ein elektrischer Strom sein, der beispielsweise zum induktiven Erwärmen eines Fügeelementes in Form eines Klebebolzens verwendet wird.
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Durch die Maßnahme, die elektrische Energieversorgung direkt mit dem Radialklemmring zu verbinden, kann über die große Mantelfläche zwischen dem Radialklemmring und dem Fügeelement-Halter ein Schweißstrom bei geringen Verlusten aufgrund des geringen Übergangswiderstandes übertragen werden. Zudem ist es nicht notwendig, im Innern des Fügekopfes andere Elemente elektrisch zu isolieren. Beispielsweise ist es nicht erforderlich, einen Ladestift elektrisch zu isolieren, etc.
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Insgesamt ist es vorteilhaft, wenn der Fügekopfbund, an dem der Fügeelement-Halter mittels des Radialklemmrings befestigbar ist, an einem Fügeelement-Aufnehmer ausgebildet ist (ggf. mit der Isolierhülse), über den Fügeelemente in einen mit dem Fügeelement-Halter verbundenen bzw. diesen zugeordneten axialen Zuführkanal zuführbar sind, wobei ein Ladestift axial verschieblich in Bezug auf den Fügeelement-Aufnehmer ist, um in einer Zuführposition das Zuführen eines Fügeelementes in den Zuführkanal zu gestatten und um ein zugeführtes Fügeelement axial in eine Halteposition in dem Fügeelement-Halter zu drücken.
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Die Fügeelemente sind vorzugsweise Fügebolzen mit einem Schaftabschnitt und einem Flanschabschnitt, der einen größeren Durchmesser als der Schaftabschnitt aufweist.
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Der Fügeelement-Halter weist vorzugsweise eine Mehrzahl von sich im Wesentlichen in axialer Richtung erstreckenden Spannzungen auf, die dazu ausgebildet sind, auf das Fügeelement, insbesondere auf einen Schaft des Fügeelementes eine radiale Spannkraft auszuüben.
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Die Spannzungen weisen vorzugsweise drei Axialabschnitte auf, einen ersten Axialabschnitt benachbart zu einem Fügeelement-Aufnehmer, einen zweiten Axialabschnitt am freien Ende der Halterzungen und einen dazwischenliegenden, insbesondere konisch zulaufenden Axialabschnitt. Der zweite Axialabschnitt ist vorzugsweise innenseitig im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, um von dem Fügeelement-Halter über die Spannzungen elektrische Fügeenergie in Form eines Schweißstromes oder dergleichen übertragen zu können.
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In dem Fügeelement-Halter kann ggf. eine Gliederhülse mit mehreren Gliederzungen angeordnet sein, die radial und/axial durch einen oder mehrere O-Ringe oder dergleichen gesichert und radial aufspreizbar sind, um beispielsweise einen Flansch eines Großflanschbolzens durchzulassen. Insgesamt wird mit der Erfindung wenigstens eines der folgenden technischen Probleme gelöst. Aufgrund der Befestigung mit einem Radialklemmring wird zwischen dem Fügekopf und der Befestigungseinrichtung kein Drehmoment übertragen, so dass beispielsweise auf Linearführungen in dem Fügekopf keine Drehmomente übertragen werden. Im Stand der Technik erfolgte die Befestigung häufig mittels einer Überwurfmutter, die mit einem vorgegebenen Drehmoment angezogen wurde. Aufgrund von Schwergängigkeit des Gewindes konnte das Drehmoment jedoch verfälscht sein und ein Stromübergang konnte nicht immer sichergestellt werden.
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Ein Endanschlag des Fügeelement-Halters ist folglich bei der Erfindung nicht über ein Anzugsmoment einer Überwurfmutter definiert, sondern kann über einen Anschlagflansch und/oder über eine Montagehilfseinrichtung erfolgen, wobei ein radiales Drehen des Fügeelement-Halters über einen definierten Winkel ohne axiale Bewegung erfolgt, um eine Endlagenkontrolle zu realisieren.
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Im Stand der Technik wird elektrische Fügeenergie generell über diverse Bauteile übertragen, wobei jeweils Verluste durch Übergangswiderstände entstehen. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß elektrische Fügeenergie direkt in den Radialklemmring und von dort in den Fügeelement-Halter eingeführt, so dass Übergangswiderstände verringert sind.
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Während im Stand der Technik ein Ringflansch eine Übertragungsfläche für den Schweißstrom bildet, erfolgt erfindungsgemäß eine Übertragung einer elektrischen Fügeenergie über eine große Mantelfläche zwischen dem Fügeelement-Halter und dem Radialklemmring (oder dem Fügeelement-Aufnehmer).
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Der Fügeelement-Halter ist vorzugsweise isoliert in Bezug auf den Fügeelement-Aufnehmer befestigt, so dass eine aufwendige Isolierung von inneren Bauteilen des Fügekopfes entfallen kann, insbesondere eine Isolierung des Ladestiftes.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fügevorrichtung;
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2 eine Querschnittsansicht durch die Fügevorrichtung der 1 im Bereich eines Radialklemmringes;
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3 eine Längsschnittansicht der Fügevorrichtung entlang einer Linie III-III der 2;
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4 eine schematische Darstellung eines Fügeelement-Halters der Fügevorrichtung der 1 bis 3; und
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5 eine alternative Ausführungsform eines Fügeelement-Halters.
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In 1 ist eine Fügevorrichtung schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet.
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Die Fügevorrichtung 10 weist einen Fügekopf 12 auf, der mittels eines Roboters 14 dreidimensional frei im Raum bewegbar ist, vorzugsweise über einen Arm 16. Ferner beinhaltet die Fügevorrichtung 10 eine Zuführeinrichtung 18 für Fügeelemente. Die Zuführeinrichtung 18 weist eine Vereinzelungseinrichtung 20 sowie einen Zuführschlauch 22 auf, über den vereinzelte Fügeelemente dem Fügekopf 12 zugeführt werden.
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An dem Fügekopf 12 ist ein Fügeelement-Aufnehmer 28 vorgesehen. Der Fügeelement-Aufnehmer 28 weist eine Eintrittsöffnung 30 für Fügeelemente auf, wobei die Eintrittsöffnung 30 in einen Eintrittskanal 32 übergeht. Der im Wesentlichen radial ausgerichtete Eintrittskanal 32 geht dann innerhalb des Fügeelement-Aufnehmers in einen Zuführkanal 34 über, der entlang einer Längsachse 35 ausgerichtet ist.
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Ein Ladestift 36 ist koaxial zu der Längsachse 35 angeordnet und ist in axialer Richtung relativ zu dem Fügeelement-Aufnehmer bewegbar. In 1 ist der Ladestift 36 in einer Zuführposition SP gezeigt, in der ein vorderes Ende des Ladestiftes 36 den Eintrittskanal 32 freigibt, derart, dass ein Fügeelement über den Eintrittskanal 32 in den Zuführkanal 34 gefördert werden kann.
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An den Fügekopf 12 ist eine Fügeelement-Halteeinrichtung 40 befestigt. Die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 weist eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Haltezungen 42 auf, die gemeinsam koaxial zu der Längsachse 35 angeordnet sind. Die Haltezungen 42 weisen einen ersten axialen Abschnitt 44, der benachbart zu dem Fügeelement-Aufnehmer 28 ist, sowie einen zweiten axialen Abschnitt 46 am freien Ende der Haltezungen 42 auf. Der zweite axiale Abschnitt 46 ist am Innenumfang zylindrisch ausgebildet. Zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Abschnitt 44, 46 ist ein dritter axialer Abschnitt 48 vorgesehen, der als Konusabschnitt ausgebildet ist, über den von einem großen Innendurchmesser der Haltezungen 42 im Bereich des ersten axialen Abschnittes 44 in einen kleineren axialen Innendurchmesser des dritten axialen Abschnittes 48 übergegangen wird.
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In 1 ist gezeigt, dass die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 ein Fügeelement 50 hält. Das Fügeelement 50 weist einen Schaftabschnitt 52 sowie einen Flanschabschnitt 54 auf, wobei der Flanschabschnitt einen größeren Außendurchmesser aufweist als der Schaftabschnitt 52.
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Das Fügeelement 52 ist in einer Halteposition HP gezeigt, in der der dritte axiale Abschnitt 48 der Haltezungen 42 den Schaftabschnitt 52 umgreift und auf diesen eine radiale Spannkraft ausübt. Über die Mantelflächenanlage zwischen den Haltezungen 42 und dem Schaftabschnitt 52 kann beim sogenannten Bolzenschweißen ein elektrischer Schweißstrom übertragen werden.
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Die Fügevorrichtung 10 dient dazu, ein in der Fügeelement-Halteeinrichtung 40 gehaltenes Fügeelement 50 auf eine Oberfläche eines Werkstückes 56 zu fügen, das beispielsweise als Blech ausgebildet sein kann.
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Die Fügevorrichtung 10 kann jedoch auch dazu ausgebildet sein, ein solches Fügeelement 50 auf ein Werkstück zu kleben oder auf andere Art und Weise zu fügen.
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Die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 ist mittels einer Befestigungseinrichtung 58 an dem Fügekopf 12 befestigt, insbesondere an dem Fügeelement-Aufnehmer 28.
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Vorliegend ist die Befestigungseinrichtung 58 durch einen Radialklemmring 60 gebildet, der als offener Ring bzw. als U-Ring mit zwei freien Enden 62a, 62b ausgebildet ist. Die freien Enden 62a, 62b sind über einen Ringabschnitt 66 miteinander verbunden und lassen sich mittels einer Spanneinrichtung 64 in tangentialer Richtung zusammendrücken, um über den Ringabschnitt 66 eine radial nach innen gerichtete Klemmkraft zu erzeugen.
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Die Spanneinrichtung 64 kann beispielsweise durch eine Schraube 68 gebildet sein, die einen Schraubenkopf 70 und einen Schraubenschaft 72 aufweist, wie es in 2 gezeigt ist. An dem Schraubenschaft 72 kann ein Außengewinde ausgebildet sein, das in ein Innengewinde des ersten freien Endes 62a greift. Hierbei kann sich der Kopf 70 an einer nicht näher bezeichneten Schulter des zweiten freien Endes 62b abstützen, so dass durch Anziehen des so gebildeten Gewindeeingriffs 74 die freien Enden 62a, 62b in tangentialer Richtung aufeinander zu bewegbar sind, um die Radialklemmkraft zu erzeugen.
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An dem freien Ende 62b, an dem der Schraubenkopf 70 anliegt, kann in einer Bohrung zur Aufnahme des Schraubenkopfes 70 ein Axialsicherungselement eingesetzt sein, das zum einen die Funktion hat, dass die Schraube 68 unverlierbar an dem zweiten freien Ende 62b festgelegt ist. Zum anderen dient das Axialsicherungselement jedoch auch als eine Maßnahme, um ein sogenanntes aktives Öffnen des Radialklemmrings 60 zu ermöglichen. Beim Lösen des Gewindeeingriffs 74 stützt sich dabei der Schraubenkopf 70 an dem Axialsicherungselement 76 ab, so dass beim Lösen des Gewindeeingriffs 74 die freien Enden 62a, 62b in tangentialer Richtung voneinander zwangsweise wegbewegt werden. Das Axialsicherungselement kann als radial elastisch verformbarer Axialsicherungsring gebildet sein. Das Axialsicherungselement kann jedoch auch als hohle Axialsicherungsschraube ausgebildet sein. Eine Längsöffnung einer solchen hohlen Schraube kann einen Zugriff auf ein Verdrehmerkmal an dem Schraubenkopf 70 ermöglichen. An dem Innenumfang der Längsöffnung der hohlen Schaube kann zusätzlich ein Merkmal zum Ausüben eines Drehmomentes auf die hohle Schraube ausgebildet sein, beispielsweise eine Sechskantkontur.
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Wie es in den 3 bis 5 gezeigt ist, weist die Fügeelement-Halteeinrichtung bzw. der Fügeelement-Halter 40 an einem axialen Ende die Haltezungen 42 auf. An dem anderen axialen Ende weist die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 einen Halterbund 80 auf, der als Ringbund ausgebildet ist.
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Wie es in 2 und 3 dargestellt ist, kann der Halterbund 80 in axialer Richtung in einen Bereich zwischen einer radialen Innenseite 82 des Radialklemmringes 66 bzw. des Ringabschnittes 66 und zwischen eine radiale Außenseite 84 eines Fügekopfbundes 86 eingeschoben werden. Der Fügekopfbund 86 kann durch den Fügeelement-Aufnehmer 28 gebildet sein. Vorliegend ist jedoch an einem Aufnehmerbund 88 des Fügeelement-Aufnehmers 28 eine Isolationshülse 86 aufgeschoben, die den Fügekopfbund 86 bildet. Die Isolationshülse 86 ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt.
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Wie es in 3 gezeigt ist, ist der Radialklemmring 60 über eine schematisch angedeutete Axiallagerung 92 axial in Bezug auf die Isolationshülse 86 gesichert, derart, dass der Radialklemmring 60 unverlierbar in Bezug auf die Isolationshülse 86 und damit in Bezug auf den Fügekopf befestigt bzw. gelagert ist, und zwar vorzugsweise auf lösbare Art und Weise.
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Ferner ist in den 3 bis 5 zu erkennen, dass die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 in einem axialen Bereich zwischen den Haltezungen 42 und dem Halterbund 80 einen Axialanschlag 94 im Form eines radial vorstehenden Flanschabschnittes aufweist. In einer axialen Befestigungsposition der Fügeelement-Halteeinrichtung 40 liegt der Axialanschlag 94 an einer radial ausgerichteten Unterseite des Radialklemmringes 60 an, wie es in 3 dargestellt ist.
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In den 4 und 5 ist ferner dargestellt, dass der Haltebund 80 eine Mehrzahl von beispielsweise sechs Axialschlitzen 96 aufweist, die sich von dem freien Ende des Halterbundes 80 in Richtung hin zu dem Axialanschlag 94 erstrecken, derart, dass der Halterbund 80 durch eine Mehrzahl von über den Umfang verteilt angeordneten Halterbundzungen gebildet ist, die radial elastisch sind.
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Ferner ist in den 2, 3, 4 und 5 zu erkennen, dass die Fügevorrichtung 10 eine Montagehilfseinrichtung 98 aufweist. Die Montagehilfseinrichtung dient dazu, zu erkennen, ob bei einer Montage der Fügeelement-Halteeinrichtung 40 diese axial weit genug in den Fügekopf 12 bzw. auf den Fügekopfbund aufgeschoben ist. Zu diesem Zweck weist die Montagehilfseinrichtung 98 vorliegend eine Führungsnut 100 auf, die an dem Halterbund 80 ausgebildet ist. In die Führungsnut 100 kann ein Stift 102 greifen, der mit dem Radialklemmring 60 starr verbunden ist. Der Stift 102 ragt gegenüber der radialen Innenseite 82 des Radialklemmrings 60 radial nach innen vor.
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Die Führungsnut 100 beinhaltet einen Nutaxialabschnitt 104, wie es in 4 dargestellt ist. Der Nutaxialabschnitt 104 kann an einem der Axialschlitze 96 ausgebildet sein. Der Nutaxialabschnitt 104 ermöglicht ein rein axiales Einführen des Halterbundes 80 in den Radialklemmring 60 hinein. Die Führungsnut 100 beinhaltet ferner einen in Umfangsrichtung ausgerichteten Nutumfangsabschnitt 106, der mit dem Nutaxialabschnitt 104 verbunden ist. Sofern der Stift 102 bei hinreichendem axialen Einführen der Fügeelement-Halteeinrichtung 40 in den Radialklemmring 60 hinein am axialen Ende des Nutaxialabschnittes 104 anliegt, kann die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 gegenüber dem Radialklemmring 60 in Umfangsrichtung verdreht werden, und zwar um einen Winkel, der der Umfangslänge des Nutumfangsabschnittes 106 entspricht. Der Winkel kann beispielsweise größer sein als 5° und kleiner sein als 90° und kann insbesondere kleiner sein als 50° und größer als 10°.
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Bei der Montage der Fügeelement-Halteeinrichtung 40 kann der Monteur folglich eine hinreichende axiale Einführtiefe dadurch bestätigen bzw. erkennen, dass er die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 gegenüber dem Radialklemmring 60 verdrehen kann, aufgrund des Eingriffes des Stiftes 102 in dem Nutumfangsabschnitt 106.
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Um zu erkennen, ob eine solche Verdrehung auch tatsächlich stattgefunden hat, können übereinstimmende Markierungen an bestimmten Drehpositionen von Radialklemmring 60 und Fügeelement-Halteeinrichtung 40 vorgesehen sein. Vorliegend weist der Radialklemmring 60 ein Sichtfenster 108 auf, durch das hindurch eine außenumfängliche Markierung an dem Halterbund 80 erkennbar ist, sobald der Stift 102 das dem Nutaxialabschnitt 104 gegenüberliegende Umfangsende des Nutumfangsabschnittes 106 erreicht hat.
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Bei 110 ist in den 2 und 3 ferner eine Gliederhülse gezeigt, die eine Mehrzahl von vorliegend drei sich axial erstreckenden Gliedern aufweist, die über einen oberen O-Ring radial zusammengehalten sind und axial in Bezug auf die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 gesichert sind. Ein unteres Ende der Glieder der Gliederhülse 110 kann durch einen weiteren O-Ring gesichert sein. Die Gliederhülse 110 ist vorzugsweise innerhalb der Fügeelement-Halteeinrichtung 40 angeordnet und erstreckt sich über deren ersten axialen Abschnitt 44 und deren zweiten axialen Abschnitt 46. Ein Fügeflansch eines Fügeelementes, das über den Zuführkanal 34 zugeführt wird, geht bei radialer Aufweitung der Glieder der Gliederhülse 110 durch diese hindurch und kommt dann in einem Bereich zwischen einem axialen Ende der Gliederhülse 110 und dem dritten axialen Abschnitt 48 der Haltezungen 42 zum Stillstand. Diese Position wird auch als Zwischenposition bezeichnet, aus der heraus das Fügeelement dann in die in 1 gezeigte Halteposition HP bewegbar ist, indem der Ladestift 36 das Fügeelement von hinten durch die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 drückt.
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Ferner ist in 3 zu erkennen, dass die Fügevorrichtung 10 eine elektrische Energieversorgung 112 aufweisen kann, über die beispielsweise ein elektrischer Schweißstrom IS bereitgestellt werden kann.
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An dem Radialklemmring 60 können hierzu geeignete Anschlusskontakte 114 vorgesehen sein, beispielsweise ein einzelner Anschlusskontakt, so dass der Schweißstrom IS in den Radialklemmring 60 eingeleitet werden kann, und von dort direkt über die Mantelfläche zwischen der radialen Innenseite 82 und der Außenseite des Haltebundes 80 in die Fügeelement-Halteeinrichtung 40 eingeleitet werden kann, von wo aus der Schweißstrom IS über die radiale Anlage des zweiten axialen Abschnittes 46 an dem Schaftabschnitt 52 des Fügeelementes 50 in Letzteres eingeleitet werden kann, um zwischen dem Fügeelement 50 und dem Werkstück 56 einen elektrischen Schweißstrom einzurichten, mittels dessen ein Lichtbogen gezogen werden kann, um einen Bolzenschweißprozess durchführen zu können, wie er beispielsweise im Kraftfahrzeugkarosseriebau durchgeführt wird.
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Eine elektrische Energie der Energieversorgung 112 kann jedoch auch beispielsweise zum Versorgen einer induktiven Heizeinrichtung verwendet werden, um beispielsweise einen Bolzenklebevorgang durchführen zu können.
