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Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung zum Fügen eines Einschubelements in eine Aufnahmeöffnung an einem Bauteil.
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In der Montagetechnik besteht häufig das Erfordernis, sehr kleine Einschubelemente, beispielsweise einen Stift, eine Niete, eine Hülse etc. in ein Bauteil bzw. in eine Bohrung eines Bauteils einzubringen. Hierbei ist es wichtig, dass die Einbringung schnell und vereinfacht erfolgt. Dies kann beispielsweise mit automatischen Montagevorrichtungen erfolgen.
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Die Druckschrift
WO 2005077568 A1 , die wohl den nächstliegenden Stand der Technik darstellt, offenbart eine Vorrichtung zum Setzen eines Blindniets, mit einem Multifunktionswerkzeug, welches mittels eines Roboters positionierbar ist, wobei das Multifunktionswerkzeug eine Bohr-/Senkanordnung zur Herstellung einer Aufnahmebohrung für den Blindniet sowie eine Nietsetzanordnung zum Einsetzen des Blindniets in die Bohrung umfasst.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach und leicht handhabbare Montagevorrichtung zum Einbringen von sehr kleinen Einschubelementen insbesondere Stifte, in eine Aufnahmeöffnung eines anderen Bauteils bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Montagevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Montagevorrichtung zum Fügen eines Einschubelements in eine Aufnahmeöffnung an einem Bauteil. Dabei kann es sich um ein kraftschlüssiges und/oder formschlüssiges Fügen handeln. Solche Einschubelemente können beispielsweise Hülsen, Federstifte, Stifte aber auch Nieten sein. Dabei kann das Bauteil als ein Wälzlager ausgebildet sein und das Einschubelement ein Federstift oder eine Hülse sein. Der Federstift bzw. die Hülse können längsseitig einen durchgängigen Schlitz aufweisen.
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Im Rahmen der Erfindung ist eine Trageeinrichtung zum Fixieren des Bauteils vorgesehen, wobei die Trageeinrichtung eine Aufsteckeinheit zum Aufstecken des Bauteils umfasst. Die Aufsteckeinheit dient zum Aufstecken des Bauteils. Bevorzugt ist diese ringförmig ausgeführt, zum Aufstecken beispielsweise eines Wälzlagers. Durch die Aufsteckeinheit wird das Bauteil an der Trageeinrichtung angeordnet. Die Trageeinrichtung kann weiterhin eine Haltevorrichtung umfassen. Die Aufsteckeinheit kann dabei beweglich in der Haltevorrichtung angeordnet sein. Die Trageeinrichtung kann dabei auf einer Montageplatte montiert sein. Zur Montage des beispielsweise Wälzlagers kann die Aufsteckeinheit aus der Haltevorrichtung herausragen. Zur vereinfachten Demontage des dann gefertigten Bauteils kann die Aufsteckeinheit in die Haltevorrichtung hineingefahren werden.
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Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin eine Positioniervorrichtung zum Positionieren des aufgesteckten Bauteils vorgesehen. Die Positioniervorrichtung ist insbesondere als ein Positionierstift ausbildet. Nach Aufstecken des Bauteils auf die Aufsteckeinheit wird die Positioniervorrichtung in die Aufnahmeöffnung verfahren. Somit wird das Bauteil an der Aufsteckeinheit festgehalten. Dadurch kann sich das aufgesteckte Bauteil nicht mehr um die Aufsteckeinheit drehen; es ist somit positioniert. Durch diese Positionierung ist sichergestellt, dass beim anschließenden Fixieren, die Aufnahmeöffnung in einer definierten Position verbleibt.
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Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin eine Fixiervorrichtung, insbesondere eine Klemme, zum Fixieren des positionierten Bauteils vorgesehen. Diese Fixiervorrichtung fixiert das Bauteil, indem es das Bauteil an die Trageeinrichtung andrückt. Nach Fixieren des Bauteils durch die Fixiervorrichtung, kann die Positioniervorrichtung aus der Aufnahmevorrichtung wieder entfernt werden. Die Fixiervorrichtung kann beispielsweise als Klemme oder Klemmschraube ausgeführt sein, durch welche die Lage und die Winkelstellung des Bauteil fixiert wird.
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Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin eine Einschiebevorrichtung vorgesehen, wobei die Einschiebevorrichtung eine Einschiebeöffnung zur Aufnahme des Einschubelements umfasst. Die Einschiebeöffnung kann dabei so groß ausgeführt sein, so dass ein manuelles Einführen des Einschubelements ermöglicht wird. Die Einschiebeöffnung kann insbesondere als eine Bohrung ausgestaltet sein.
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Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin eine Verfahreinrichtung vorgesehen, insbesondere eine Schiene, an welchem mindestens die Einschiebevorrichtung beweglich befestigt ist, wobei die Aufnahmeöffnung und die Einschiebeöffnung durch die Verfahreinrichtung gegenüberliegend positionierbar sind. Dies bedeutet, dass die Verfahreinrichtung die Einschiebevorrichtung um einen definierten Abstand verfährt. Die Verfahreinrichtung, die Einschiebevorrichtung und die Trageeinheit können dazu in genau zueinander definierten Abständen auf der Montageplatte montiert sein.
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Im Rahmen der Erfindung ist ein Zentrierstift vorgesehen, zum mindestens teilweisen Einbringen des Einschubelements in die Aufnahmeöffnung des Bauteils. Dabei kann der Zentrierstift das Einschubelement durch die Einschiebeöffnung hindurch und in die Aufnahmeöffnung hinein schieben. Dies wird bevorzugt durch Druck bewerkstelligt. Das Einschubelement wird dabei mindestens teilweise, wie vorab definiert in die Aufnahmeöffnung des Bauteils eingepresst.
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Durch die Montagevorrichtung ist ein einfaches Anbringen eines Einschubelements, wie beispielsweise einer Hülse, in ein Bauteil möglich. Manuelles Einbringen entfällt somit. Dadurch werden Zeit und Kosten gespart.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Aufsteckeinheit und/oder der Positioniervorrichtung und/oder der Verfahreinrichtung und/oder der Einschiebevorrichtung und/oder des Zentrierstifts vorgesehen. Diese Steuerungsvorrichtung kann insbesondere als eine Pneumatiksteuerung ausgebildet sein. Die Steuerungsvorrichtung kann ebenfalls an der Montageplatte befestigt sein; die einzelnen obigen Komponenten sind dabei bevorzugt separat ansteuerbar.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Positioniervorrichtung einen Positionierstift mit einer Spitze, so dass die Spitze zum Positionieren des aufgesteckten Bauteils in die Aufnahmeöffnung des Bauteils eingreift. Durch das Eingreifen der Spitze in die Aufnahmeöffnung hinein wird verhindert, dass das Bauteil eine Drehbewegung ausführen kann. Anschließend wird das so positionierte Bauteil fixiert. Somit ist gewährleistet, dass die Aufnahmeöffnung in einer vorgegebenen Position verbleibt. Dies ist zum Einschieben des Einschubelements notwendig.
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Besonders bevorzugt sind die Trageeinrichtung, die Positioniervorrichtung, die Fixiereinrichtung, die Einschiebevorrichtung und die Verfahreinrichtung auf einer Montageplatte angeordnet und mit dieser verbunden. Somit können die Abstände der einzelnen Komponenten zueinander exakt eingehalten werden. Auch kann somit die Montageplatte bzw. die Montagevorrichtung transportiert werden.
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In einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Einschiebevorrichtung durch die Verfahreinrichtung verfahrbar, insbesondere automatisch um einen vordefinierten Abstand verfahrbar. Insbesondere bevorzugt ist die Positioniervorrichtung auf der Verfahreinrichtung angebracht. Dadurch ist ein exaktes einfaches Verfahren und Hinfahren der Einschiebevorrichtung zu der Trageeinrichtung und ein Positionieren der Einschiebeöffnung gegenüber von der Aufnahmeöffnung möglich.
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In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst die Trageeinrichtung eine Halteeinrichtung und die Aufsteckeinheit ist in der Halteeinrichtung beweglich angeordnet. Damit kann eine einfache Demontage des Bauteils von der Aufsteckeinheit bewerkstelligt werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist das Einschubelement als eine ringförmige, einen Schlitz in Längsrichtung aufweisende Hülse, ausgebildet. Auch können andere und nicht geschlitzte Hülsen und Federstifte sowie andere Einschubelemente zum Einsatz kommen.
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Bevorzugt ist das Bauteil als ein Wälzlager ausgestaltet. Dabei ist das Wälzlager insbesondere ringförmig ausgestaltet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Fügen ein kraftschlüssiges und/oder formschlüssiges Fügen, insbesondere ein Einpressen. Andere Fügemethoden sind ebenfalls möglich.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkung der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1: eine Montagevorrichtung,
- 2: die Trageeinrichtung ohne Bauteil,
- 3: die Trageeinrichtung mit Bauteil,
- 4: die Positioniervorrichtung mit Bauteil und Trageeinrichtung,
- 5: das fixierte Bauteil mit Klemme,
- 6: die Einschiebevorrichtung ohne Einschubelement,
- 7: die Einschiebevorrichtung mit dem einzubringenden Einschubelement,
- 8: die Schiene auf der Montageplatte und die Steuerungsvorrichtung,
- 9: die Klemme mit Bauteil,
- 10: das Öffnen der Klemme,
- 11: das Entnehmen des Bauteils,
- 12: das gefertigte Bauteil mit Einschubelement,
- 13: das Einschubelement im Detail.
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1 zeigt eine Montagevorrichtung 1 zum Fügen eines Einschubelements 9 ( 13) mit einer Aufnahmeöffnung 8 (3) an einem Bauteil 3 (3).
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Dabei weist die Montagevorrichtung 1 eine Trageeinrichtung 2, zum Fixieren des Bauteils 3 (3) auf. Dabei kann das Bauteil 3 (3) beispielsweise mit einer Aussparung 3a (12), insbesondere als ein Wälzlager mit einer Aussparung zum Aufnehmen einer Welle, ausgebildet sein. Die Trageeinrichtung 2 weist eine Aufsteckeinheit 4 zum Aufstecken des Bauteils 3 (3) auf. Die Aufsteckeinheit 4 ist zur Aufnahme des Bauteils 3 (3) ringförmig, beispielsweise als ein Bolzen ohne Kopf ausgeführt. Die Trageeinrichtung 2 weist eine Halteeinrichtung 5 für die Aufsteckeinheit 4 auf, wobei die Aufsteckeinheit 4 beweglich in der Halteeinrichtung 5 angeordnet ist. Die Halteeinrichtung 5 kann brückenförmig, insbesondere mit zwei Stützen, die durch einen Steg verbunden sind, ausgebildet sein. Dabei kann die Aufsteckeinheit 4 durch eine Steuerungsvorrichtung 6 fixiert oder bewegt werden. Die Trageeinrichtung 2 ist auf einer Montageplatte 7 angeordnet. Die Montageplatte 7 kann auf Aluminiumpfosten 21 oder anderen Pfosten angebracht sein.
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2 zeigt die Aufsteckeinheit 4 im Detail. Durch die Steuerungsvorrichtung 6 ( 1) kann die Aufsteckeinheit 4 in der Halteeinrichtung 5 zum einfachen Abnehmen/Demontieren des Bauteils 3 (3) versenkt werden und zum Aufstecken des Bauteils 3 (3) auf die Aufsteckeinheit 4 aus der Halteeinrichtung 5 herausgefahren werden.
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3 zeigt die Aufsteckeinheit 4 mit Bauteil 3 im Detail. Das Bauteil 3 weist eine Aussparung 3a (12) zum Aufstecken des Bauteils 3 auf die Aufsteckeinheit 4 auf. Zudem weist das Bauteil 3 die Aufnahmeöffnung 8 auf. Die Aufnahmeöffnung 8 ist dazu ausgebildet, das Einschubelement 9 (13) aufzunehmen. Sie kann beispielsweise als eine Bohrung ausgestaltet sein. Dabei kann das Einschubelement 9 (13) ein Federstift bzw. eine Hülse sein. Das Einschubelement 9 (13) kann zudem einen längsseitigen, durchgängigen Schlitz 10 (13) aufweisen.
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Ist das Bauteil 3 auf der Aufsteckeinheit 4 angebracht, wird dieses mit einer Positioniervorrichtung 11, welche in 4 im Detail gezeigt ist, positioniert. Die Positioniervorrichtung 11 ist fest auf der Montageplatte 7 in einem definierten Abstand zu der Trageeinrichtung 2, welche ebenfalls auf der Montageplatte 7 montiert ist, angeordnet.
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Dabei kann die Positioniervorrichtung 11 einen beweglichen Positionierstift 12 mit einer Spitze 13 umfassen. Zur Positionierung des Bauteils 3 wird der Positionierstift 12 mit seiner Spitze 13 durch die Steuerungsvorrichtung 6 (1) derart verfahren, dass die Spitze 13 des Positionierstifts 12 in die Aufnahmeöffnung 8 (3) eingepresst wird und somit das Bauteil 3 verrutschsicher an der Trageeinrichtung 2, insbesondere an der Aufsteckeinheit 4, positioniert wird.
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5 zeigt das Bauteil 3 mit einer Klemme 14. Zum Fixieren wird das Bauteil 3 mit solch einer Klemme 14 befestigt. Hier bedeutet befestigt, dass das Bauteil 3 quasi zwischen der Halteeinrichtung 5 und der Klemme 14 eingeklemmt ist. Dadurch wird das Bauteil 3 auf der Aufsteckeinheit 4 (1) fixiert. Anschließend wird der Positionierstift 12 aus der Aufnahmeöffnung 8 (3) in seine ursprüngliche Position zurückgefahren, so dass die Aufnahmeöffnung 8 (3) wieder frei zugänglich ist. Die Klemme 14 kann auf einem Block 22 befestigt sein, der wiederum auf der Montageplatte 7 montiert ist.
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6 zeigt eine Einschiebevorrichtung 15 der Montagevorrichtung 1 (1) ohne Einschubelement 9 (13), 7 zeigt die Einschiebevorrichtung 15 mit dem einzubringenden Einschubelement 9. Die Einschiebevorrichtung 15 weist eine Einschiebeöffnung 16, insbesondere eine Führungsbuchse, auf. In diese Einschiebeöffnung 16 wird, wie in 7 gezeigt, das Einschubelement 9, hier eine Hülse, eingebracht. Dies kann beispielsweise manuell vorgenommen werden. Dabei kann die Einschiebeöffnung 16 so groß ausgestaltet sein, dass ein manuelles Einbringen des Einschubelement 9 schnell und einfach möglich ist.
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8 zeigt die Montagevorrichtung 1, welche eine Verfahreinrichtung, hier eine Schiene 17 aufweist. Auf dieser Schiene 17 ist ein Gehäuse 20, welches die Einschiebevorrichtung 15 und einen Zenrtierstift 18 (1) umfasst, angebracht. Nach dem Einbringen des Einschubelement 9 (13) in die Einschiebeöffnung 16 der Einschiebevorrichtung 15, wird die Einschiebeöffnung 16, d.h. hier das gesamte Gehäuse 20 um einen vorab definierten, d.h. festen Abstand 19 verfahren, so dass sich die Einschiebeöffnung 16 und die Aufnahmeöffnung 8 (3) gegenüberliegen. Das Verfahren/Verschieben des Gehäuse 20 auf der Schiene 17 kann mit Hilfe der Steuerungsvorrichtung 6 bewerkstelligt werden. Auch kann die Positioniervorrichtung 11 auf dieser Schiene 17 angebracht sein.
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Nach der Positionierung der Einschiebeöffnung 16 gegenüber der Aufnahmeöffnung 8 mit Hilfe der Schiene 17 wird das Einschubelement 9 (13) in die Einschiebeöffnung 16 gepresst. Die Einpressung wird durch den Zentrierstift 18 ( 1) vorgenommen. Dabei ist der Zentrierstift 18 gegenüber der Einschiebeöffnung 16 in dem Gehäuse 20 angebracht und mit diesem verbunden. Dadurch ist der Zentrierstift 18 (1) in Bezug auf die Einschiebevorrichtung 15 verrutschsicher platziert. Mit Hilfe der Steuerungsvorrichtung 6 wird der Zentrierstift 18 (1) so verfahren, dass der Zentrierstift 18 (1) das Einschubelement 9 (13) zentriert aufnimmt und in die Aufnahmeöffnung 8 teilweise einpresst. Die Einpressung erfolgt mit definierter, vorab eingestellter Kraft, so dass das Einschubelement 9 (13) lediglich teilweise in das Bauteil 3 eingeschoben wird. Nach dem Einschieben des Einschubelements 9 (13) wird die Einschiebevorrichtung 15 mit dem Zentrierstift 18 (1) als auch die Positioniervorrichtung 11 in die ursprüngliche Position zurückgefahren, d.h. die Positioniervorrichtung 11 wird so wieder in ihre ursprüngliche Position gebracht, um eine erneute Bearbeitung/Positionierung eines nächsten Bauteils zu gewährleisten.
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Nach dem Einbringen des Einschubelements 9 in die Aufnahmeöffnung 8 wird die Klemme 14 gelöst. 9 zeigt die Klemme 14 mit Bauteil 3, 10 zeigt das Lösen der Klemme 14.
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Zum Abnehmen/Demontieren des fertigen Bauteils 3 verfährt die Aufsteckeinheit 4 in die Halteeinrichtung 5.
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11 zeigt das Entnehmen des Bauteils 3 mit der in der Halteeinrichtung 5 verfahrenen Aufsteckeinheit 4 (10). Nach dem Abnehmen des Bauteils 3 verfährt die Aufsteckeinheit 4 (10) wieder aus der Halteeinrichtung 5 zum erneuten Aufnehmen eines nächsten Bauteils. Durch Anbringen der Positioniervorrichtung 11 (8) auf der Schiene 17 (8) wird diese ebenfalls um einen definierten Abstand 19 (8) verfahren, wenn die Einschiebevorrichtung 15 bzw. das Gehäuse 20 (8) auf der Schiene 17 (8) verfahren wird. Nach der Rücksetzung des Gehäuses 20 (8) durch die Schiene 17 (8) um den Abstand 19 (8) wird daher die Positioniervorrichtung 11 in ihrer ursprünglichen Position platziert.
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Die Steuerungsvorrichtung 6 (8) kann dabei insbesondere als eine Pneumatiksteuerung ausgebildet sein. Diese ist leicht zu realisieren.
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Die Einschiebeöffnung 16 der Einschiebevorrichtung 15 kann insbesondere eine Bohrung sein, wobei die Bohrung leicht größer im Umfang ausgeführt sein, als die Aufnahmeöffnung 8 (3). Damit kann ein vereinfachtes Einschieben des Einschubelements 9 (13) gewährleistet werden. Die Einschiebeöffnung 16 kann zur erleichterten Aufnahme an einem nicht gebogenen bzw. geraden Abschnitt der Einschiebevorrichtung 15 angebracht sein. Dies erleichtert die Aufnahme des Einschubelements 9 (13).
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12 zeigt das gefertigte Bauteil 3 mit Einschubelement 9. Das Bauteil 3 ist insbesondere ein Wälzlager. Die Aufnahmeöffnung 8 (3) ist insbesondere auf der Umfangseite des Wälzlagers angebracht.
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13 zeigt das Einschubelement 9 im Detail. Das Einschubelement 9 ist insbesondere als ringförmige, einen Schlitz in Längsrichtung aufweisende Hülse ausgebildet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montagevorrichtung
- 2
- Trageeinrichtung
- 3
- Bauteils
- 3a
- Aussparung des Bauteils
- 4
- Aufsteckeinheit
- 5
- Halteeinrichtung
- 6
- Steuerungsvorrichtung
- 7
- Montageplatte
- 8
- Aufnahmeöffnung
- 9
- Einschubelement
- 10
- Schlitz
- 11
- Positioniervorrichtung
- 12
- Positionierstift
- 13
- Spitze
- 14
- Klemme
- 15
- Einschiebevorrichtung
- 16
- Einschiebeöffnung
- 17
- Schiene
- 18
- Zentrierstift
- 19
- Abstand
- 20
- Gehäuse
- 21
- Aluminiumpfosten
- 22
- Block
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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