DE102017215717B4 - Device and method for bringing a screw together with a ring element and for removing the screw with ring element - Google Patents

Device and method for bringing a screw together with a ring element and for removing the screw with ring element Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Zusammenführen einer Schraube (1) mit einem Ringelement (2) und zur Entnahme der Schraube mit Ringelement für die Montage,wobei die Schraube (1) einen Schraubenschaft (1') und einen Schraubenkopf (1'') aufweist undwobei die Vorrichtung eine Schraubenzuführeinheit (10), eine Ringelementzuführeinheit (20), ein Fallrohr (30) und eine Führungsschiene (40) umfasst,wobei die Schraubenzuführeinheit (10) ausgebildet ist, die Schraube (1) mit einer Schraubenachse (X1) parallel zu einer Fallrohrachse (X3) einem oberen Abschnitt des Fallrohrs (30) zuzuführen,die Ringelementzuführeinheit (20) ausgebildet ist, das Ringelement (3) einer Warteposition (W) unterhalb einer unteren Öffnung des Fallrohrs (30) zuzuführen,das Fallrohr (30) ausgebildet ist, die Schraube von seinem oberen Abschnitt zu seinem unteren Abschnitt und mit dem Schraubenschaft (1') in eine Öffnung (2') des Ringelements (2) in der Warteposition (W) unterhalb der unteren Öffnung des Fallrohrs (30) zu führen undwobei die Vorrichtung an der Warteposition (W) eine Haltevorrichtung (33) umfasst, welche ausgebildet ist, das Ringelement (2) in der Warteposition (W) zu halten und das Ringelement (2) mit der Schraube (1) in die Führungsschiene (40) zu leiten, welche ausgebildet ist, die Schraube (1) mit dem Ringelement (2) in eine vorbestimmte Entnahmeposition (E) zu fördern,wobei die Vorrichtung zwei Ausrichtabschnitte (41) an der Führungsschiene (40) aufweist, in denen Positionierelemente (42) angeordnet sind, die ausgebildet sind, die Schrauben (1) mit den Ringelementen (2) in der Entnahmeposition (E) zu positionieren,und wobei die Führungsschiene (40) zwischen den zwei Ausrichtabschnitten (41) schwenkbar ist.Device for bringing a screw (1) together with a ring element (2) and for removing the screw with the ring element for assembly, wherein the screw (1) has a screw shaft (1') and a screw head (1''), and wherein the device comprises a screw feed unit (10), a ring element feed unit (20), a downpipe (30) and a guide rail (40), wherein the screw feed unit (10) is designed to feed the screw (1) with a screw axis (X1) parallel to a downpipe axis (X3) to an upper section of the downpipe (30), the ring element feed unit (20) is designed to feed the ring element (3) to a waiting position (W) below a lower opening of the downpipe (30), the downpipe (30) is designed to feed the screw from its upper section to its lower section and with the screw shaft (1') into an opening (2') of the ring element (2) in the waiting position (W) below the lower opening of the downpipe (30) andwherein the device comprises a holding device (33) at the waiting position (W) which is designed to hold the ring element (2) in the waiting position (W) and to guide the ring element (2) with the screw (1) into the guide rail (40), which is designed to convey the screw (1) with the ring element (2) into a predetermined removal position (E),wherein the device has two alignment sections (41) on the guide rail (40), in which positioning elements (42) are arranged which are designed to position the screws (1) with the ring elements (2) in the removal position (E),and wherein the guide rail (40) is pivotable between the two alignment sections (41).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Zusammenführen einer Schraube mit einem Ringelement und zur Entnahme der Schraube mit dem Ringelement für die Montage bzw. die Montagevorbereitung der Schraube mit dem jeweiligen Ringelement.The invention relates to a device and a method for bringing together a screw with a ring element and for removing the screw with the ring element for the assembly or assembly preparation of the screw with the respective ring element.

Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedene Ausführungsformen von Vorrichtungen bekannt, welche Schrauben mit Unterlegscheiben zusammenführen. Ihnen gemein ist jedoch, dass große Mengen gleichartiger Schrauben mit gleichartigen Unterlegscheiben zusammengeführt werden. Insbesondere an Montagearbeitsplätzen ist vorteilhaft, wenn die Schrauben nicht von Hand mit den Ringelementen, welche beispielsweise Unterlegscheiben, Sicherungsscheiben, Zahnscheiben oder andere scheibenartige Elemente mit zentraler Öffnung sein können, zusammengeführt werden müssen. Da an vielen Montagearbeitsplätzen unterschiedliche Schrauben mit teils unterschiedlichen Ringelement verbaut werden, müssen auf Bedarf verschiedene Schrauben mit verschiedenen Ringelementen in vorbestimmter Anzahl zusammenführbar sein. Zudem liefern die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen die mit den Ringelementen zusammengeführten Schrauben bzw. Schrauben mit Ringelementen nur an eine einzige vorbestimmte Position, sodass eine Unterscheidung zwischen verschiedenen Schraubenarten oder verschiedenen Montagepositionen der Schrauben mit Ringelementen nicht möglich ist. Zudem ist ein händisches Zusammenführen von Schrauben mit Ringelementen im Sinne eines ökonomischen und ergonomischen Arbeitsplatzes nicht sinnvoll, da die monotone Arbeit und die hohe Verwechslungsgefahr der verschiedenen Schrauben und der verschiedenen Ringelemente zu einem schnellen Verlust der Konzentration und einer hohen Fehlerwahrscheinlichkeit führt.Various embodiments of devices that combine screws with washers are already known from the prior art. What they have in common, however, is that large quantities of similar screws are combined with similar washers. It is particularly advantageous at assembly workstations if the screws do not have to be combined by hand with the ring elements, which can be, for example, washers, lock washers, toothed washers or other disk-like elements with a central opening. Since different screws with sometimes different ring elements are installed at many assembly workstations, it must be possible to combine different screws with different ring elements in a predetermined number if required. In addition, the devices known from the prior art only deliver the screws combined with the ring elements or screws with ring elements to a single predetermined position, so that a distinction cannot be made between different types of screws or different assembly positions of the screws with ring elements. In addition, manually assembling screws with ring elements does not make sense in terms of an economical and ergonomic workplace, since the monotonous work and the high risk of confusing the various screws and the various ring elements leads to a rapid loss of concentration and a high probability of errors.

Weitere Vorrichtungen zum Zusammenführen einer Schraube mit einem Ringelement sind zudem beispielsweise aus den Schriften DE 36 90 023 C1 und WO 96/ 37 344 A1 bekannt.Further devices for joining a screw with a ring element are also known, for example, from the documents DE 36 90 023 C1 and WO 96/ 37 344 A1 known.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, vorbesagte Nachteile zu überwinden und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der eine Schraube mit einem Ringelement zusammenführbar ist, die Schraube mit dem Ringelement in eine montagegerechte vorbestimmte Entnahmeposition führbar ist und die Schraube mit dem Ringelement oder mehrere Schrauben mit jeweils einem Ringelement für die Montage entnehmbar ist/sind. Ferner soll durch die Erfindung ein zu der Vorrichtung gehöriges Verfahren bereit gestellt werden.The invention is therefore based on the object of overcoming the aforementioned disadvantages and of providing a device with which a screw can be brought together with a ring element, the screw with the ring element can be guided into a predetermined removal position suitable for assembly and the screw with the ring element or several screws, each with a ring element, can be removed for assembly. Furthermore, the invention is intended to provide a method associated with the device.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß den Patentansprüchen 1 und 8 erfüllt.This object is achieved by the combination of features according to patent claims 1 and 8.

Erfindungsgemäß wird hierzu eine Vorrichtung zum Zusammenführen einer Schraube mit einem Ringelement und zur Entnahme der Schraube mit Ringelement für die Montage vorgeschlagen, wie sie durch den Hauptanspruch bestimmt ist. Die Schraube weist einen Schraubenschaft und einen Schraubenkopf auf. Das Ringelement, beispielsweise eine Unterlegscheibe oder ein Sicherungsring, weist eine zentrale Öffnung auf, durch welche sich der Schraubenschaft der Schraube in einem zusammengeführten Zustand erstreckt. Die Vorrichtung umfasst insbesondere eine Schraubenzuführeinheit, eine Ringelementzuführeinheit, ein Fallrohr und eine Führungsschiene. Die Schraubenzuführeinheit ist ausgebildet, die Schraube mit einer Schraubenachse parallel zu einer Fallrohrachse einem oberen Abschnitt des Fallrohrs zuzuführen. Die Ringelementzuführeinheit ist ausgebildet, das Ringelement einer Warteposition unterhalb einer unteren Öffnung in einem unteren Abschnitt des Fallrohrs zuzuführen. Um die Schraube mit dem Ringelement zusammenzuführen, ist das Fallrohr ausgebildet, die Schraube von seinem oberen Abschnitt zu seinem unteren Abschnitt und mit dem Schraubenschaft in eine vorzugsweise zentral angeordnete Öffnung des Ringelements in der Warteposition unterhalb der unteren Öffnung des Fallrohrs zu führen. Das Fallrohr ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer Wirkrichtung der Schwerkraft ausgerichtet, sodass die Schraube mit dem Schraubenschaft in die zentrale Öffnung des Ringelements fällt. Um das Ringelement unterhalb des Fallrohrs in der Warteposition zu halten, umfasst die Vorrichtung an der Warteposition eine Haltevorrichtung, welche ausgebildet ist, das Ringelement in der Warteposition zu halten bis die Schraube mit dem Ringelement zusammengeführt ist und das Ringelement mit der Schraube in die Führungsschiene zu leiten. Die Führungsschiene ist ausgebildet, die Schraube mit dem Ringelement aktiv, beispielsweise als Förderband, oder passiv, beispielsweise als schiefe Ebene an der das Ringelement mit der Schraube durch die Schwerkraft entlang rutscht, in eine vorbestimmte Entnahmeposition zu fördern. Durch die Entnahme der Schrauben mit den Ringelementen aus den vorherbestimmten Entnahmeposition können zudem Fehler vermieden bzw. schneller erkannt werden, da immer bestimmte Schrauben mit bestimmten Ringelementen in einer Entnahmeposition angeordnet sein müssen. Werden bestimmte Schrauben mit den jeweiligen Ringelementen zudem in einer bestimmten Reihenfolge zusammengeführt, entnommen und montiert, werden dadurch Fehler bei der Montage der Schrauben in einem Bauteil vermieden, da es nicht zu einer Verwechslung verschiedener Schrauben kommen kann.According to the invention, a device for bringing a screw together with a ring element and for removing the screw with the ring element for assembly is proposed, as defined by the main claim. The screw has a screw shaft and a screw head. The ring element, for example a washer or a locking ring, has a central opening through which the screw shaft of the screw extends in a brought together state. The device comprises in particular a screw feed unit, a ring element feed unit, a downpipe and a guide rail. The screw feed unit is designed to feed the screw with a screw axis parallel to a downpipe axis to an upper section of the downpipe. The ring element feed unit is designed to feed the ring element to a waiting position below a lower opening in a lower section of the downpipe. In order to bring the screw together with the ring element, the downpipe is designed to guide the screw from its upper section to its lower section and with the screw shaft into a preferably centrally arranged opening of the ring element in the waiting position below the lower opening of the downpipe. The downpipe is preferably aligned substantially parallel to a direction of gravity, so that the screw with the screw shaft falls into the central opening of the ring element. In order to hold the ring element below the downpipe in the waiting position, the device comprises a holding device at the waiting position, which is designed to hold the ring element in the waiting position until the screw is brought together with the ring element and to guide the ring element with the screw into the guide rail. The guide rail is designed to convey the screw with the ring element actively, for example as a conveyor belt, or passively, for example as an inclined plane along which the ring element with the screw slides due to gravity, into a predetermined removal position. By removing the screws with the ring elements from the predetermined removal position, errors can also be avoided or detected more quickly, since certain screws with certain ring elements always have to be arranged in a removal position. If certain screws are brought together, removed and assembled with the respective ring elements in a specific order, errors when assembling the screws in a component are avoided, as there is no risk of confusion between different screws.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Fallrohr eine Seitenöffnung an seiner Außenwandung auf, sodass die Schraube orthogonal zu der Fallrohrachse in das Fallrohr zuführbar ist. Die Seitenöffnung ist vorzugsweise als Längsschlitz mit einer Breite zumindest eines Durchmessers des Schraubenschafts und mit einer Länge zumindest einer Länge des Schraubenschafts ausgebildet. Damit der Schraubenkopf ebenfalls die Außenwandung passieren kann, geht vorzugsweise der Längsschlitz an seiner zu einer oberen Öffnung des Fallrohrs gewandten Seite in einen die Außenwandung durchbrechenden Querschlitz über, der in einer Breite zumindest eines Durchmessers des Schraubenkopfes und einer Länge zumindest einer Höhe des Schraubenkopfes ausgebildet ist. Ferner geht der Querschlitz vorzugsweise in die entlang der Wirkrichtung der Schwerkraft nach oben weisende Öffnung des Fallrohrs über, sodass der Querschlitz eine Nut in der Außenwandung des Fallrohrs ist.In an advantageous development, the downpipe has a side opening on its outer wall so that the screw can be fed into the downpipe orthogonally to the downpipe axis. The side opening is preferably designed as a longitudinal slot with a width of at least one diameter of the screw shaft and with a length of at least one length of the screw shaft. So that the screw head can also pass through the outer wall, the longitudinal slot preferably merges on its side facing an upper opening of the downpipe into a transverse slot which breaks through the outer wall and is designed with a width of at least one diameter of the screw head and a length of at least one height of the screw head. Furthermore, the transverse slot preferably merges into the opening of the downpipe which points upwards along the direction of gravity, so that the transverse slot is a groove in the outer wall of the downpipe.

Um die Schraube und auch verschiedene Schrauben in die zentrale Öffnung des Ringelements führen zu können, erstreckt sich das Fallrohr in einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung zumindest über eine Fallrohrlänge, die länger ist als eine Schraubenlänge der Schraube entlang der Schraubenachse. In order to be able to guide the screw and also various screws into the central opening of the ring element, the downpipe, in a further advantageous development, extends at least over a downpipe length that is longer than a screw length of the screw along the screw axis.

Wobei die Fallrohrlänge vorzugsweise länger ist als eine Schraubenlänge einer längsten Schraube, die mit dem Ringelement zusammengeführt werden soll und die einen längsten Schraubenschaft aufweist.Wherein the downpipe length is preferably longer than a screw length of a longest screw which is to be joined to the ring element and which has a longest screw shaft.

Vorteilhaft ist ferner eine Ausführungsform, bei der die Schraubenzuführeinheit zumindest einen Schraubenvorratsbehälter, zumindest einen Schraubenvereinzeler und einen Schraubenschieber umfasst. Der zumindest eine Schraubenvereinzeler ist ausgebildet, die Schraube aus dem zumindest einen Schraubenvorratsbehälter zu vereinzeln und dem Schraubenschieber zuzuführen. Sollen verschiedene Schrauben mit dem Ringelement zusammenführbar sein, kann die Vorrichtung für jeden Schraubentyp einen Schraubenvorratsbehälter und jeweils einen Schraubenvereinzeler umfassen oder nur einen Schraubenvereinzeler, der die Schraube jeweils passend aus den Schraubenvorratsbehältern vereinzelt. Der Schraubenschieber ist zudem ausgebildet, die Schraube durch eine zu der Fallrohrachse orthogonale Bewegung dem Fallrohr, vorzugsweise mittels eines Schiebeelements, zuzuführen und dabei die Schraube entlang des Schraubenschaftes abzustützen. Die Abstützung ist beispielsweise durch eine Erstreckung des Schiebeelements parallel zu der Schraubenachse umsetzbar, wobei das Schiebeelement während seiner orthogonalen Bewegung zu dem Fallrohr hin an dem Schraubenschaft anliegt und die Schraube dadurch abstützt.A further advantageous embodiment is one in which the screw feed unit comprises at least one screw storage container, at least one screw separator and a screw slide. The at least one screw separator is designed to separate the screw from the at least one screw storage container and to feed it to the screw slide. If different screws are to be able to be brought together with the ring element, the device can comprise a screw storage container and a screw separator for each screw type or just one screw separator that separates the screw from the screw storage containers in a suitable manner. The screw slide is also designed to feed the screw to the downpipe by means of a movement orthogonal to the downpipe axis, preferably by means of a sliding element, and to support the screw along the screw shaft. The support can be implemented, for example, by extending the sliding element parallel to the screw axis, with the sliding element resting against the screw shaft during its orthogonal movement towards the downpipe and thereby supporting the screw.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform umfasst die Ringelementzuführeinheit zumindest einen Ringelementvorratsbehälter, für jeden Ringelementvorratsbehälter jeweils einen Ringelementvereinzeler und eine Ringelementführung. Der jeweilige Ringelementvereinzeler ist ausgebildet, das Ringelement aus dem jeweiligen Ringelementvorratsbehälter zu vereinzeln und der Ringelementführung zuzuführen. Um die Ringelemente von dem zumindest einen Ringelementvorratsbehälter zu der Warteposition zu fördern, ist die Ringelementführung ausgebildet, das Ringelement beispielweise durch ein Förderband, Schwerkraftförderung oder durch Elektromagnetismus in die Warteposition zu führen und zu fördern.In a further advantageous embodiment, the ring element feed unit comprises at least one ring element storage container, a ring element separator and a ring element guide for each ring element storage container. The respective ring element separator is designed to separate the ring element from the respective ring element storage container and to feed it to the ring element guide. In order to convey the ring elements from the at least one ring element storage container to the waiting position, the ring element guide is designed to guide and convey the ring element to the waiting position, for example by means of a conveyor belt, gravity conveyance or electromagnetism.

Das Fallrohr weist zur Zentrierung der Schraube bzw. des Schraubenschafts gegenüber der zentralen Öffnung des in der Warteposition positionierten Ringelements in einer vorteilhaften Weiterbildung zumindest ein gefedertes Schraubenzentrierelement auf, das federnd entlang eines zu der Fallrohrachse orthogonalen Federweges beweglich ist. Das Schraubenzentrierelement kann beispielsweise zu der Fallrohrachse hin eine schiefe Ebene aufweisen. Die schiefe Ebene weist an einem zu der Fallrohrachse hinweisenden Endabschnitt einen ersten Abstand zu der Fallrohrachse auf, der kleiner ist als ein Radius des Schraubenkopfes und größer als ein Radius des Schraubenschaftes. An einem von der Fallrohrachse wegweisenden Endabschnitt weist die schiefe Ebene einen zweiten Abstand zu der Fallrohrachse auf, der größer ist als der Radius des Schraubenkopfes. Der Federweg hat hierbei zumindest eine Länge gleich dem Radius des Schraubenkopfes abzüglich dem Radius des Schraubenschaftes, sodass sich das Schraubenzentrierelement entlang des Federweges durch die Außenwandung des Fallrohrs soweit zurückziehen kann, dass die Schraube bzw. den Schraubenkopf im Fallrohr passieren kann. Das Federn des Schraubenzentrierelements aus dem Fallweg der Schraube in dem Fallrohr wird hierbei durch die gegenüber der schiefen Ebene wirkende Gewichtskraft der Schraube bewirkt.In an advantageous development, the downpipe has at least one spring-loaded screw centering element for centering the screw or the screw shaft relative to the central opening of the ring element positioned in the waiting position, which is resiliently movable along a spring path orthogonal to the downpipe axis. The screw centering element can, for example, have an inclined plane towards the downpipe axis. The inclined plane has a first distance from the downpipe axis at an end section pointing towards the downpipe axis, which is smaller than a radius of the screw head and larger than a radius of the screw shaft. At an end section pointing away from the downpipe axis, the inclined plane has a second distance from the downpipe axis, which is larger than the radius of the screw head. The spring path has at least a length equal to the radius of the screw head minus the radius of the screw shaft, so that the screw centering element can retract along the spring path through the outer wall of the downpipe far enough that the screw or the screw head can pass through the downpipe. The springing of the screw centering element from the fall path of the screw in the downpipe is caused by the weight of the screw acting against the inclined plane.

Die Vorrichtung weist erfindungsgemäß ferner zumindest einen Ausrichtabschnitt an der Führungsschiene auf, in dem Positionierelemente angeordnet sind. Die Positionierelemente, beispielsweise Stopper oder ein gesteuertes Förderband, sind ausgebildet, Schrauben mit Ringelementen in der Entnahmeposition zu positionieren. Die Schrauben mit Ringelementen weisen dadurch zueinander eine vorbestimmte Positionierung auf, die beispielsweise der Ausrichtung bzw. den Abständen der Schrauben zueinander in ihrer Montageposition entspricht. Die Positionierelemente und dadurch die Ausrichtung der Schrauben werden durch eine Steuerung gesteuert.According to the invention, the device further comprises at least one alignment section on the guide rail in which positioning elements are arranged. The positioning elements, for example stoppers or a controlled conveyor belt, are designed to position screws with ring elements in the removal position. The screws with ring elements therefore have a predetermined positioning relative to one another, which corresponds, for example, to the alignment or the distances between the screws in their assembly position. The positioning elements and thus the alignment of the screws are controlled by a controller.

Um bei der Anordnung der Schrauben nicht nur den Abstand bzw. die Ausrichtung der Schrauben in eine Richtung berücksichtigen zu können, weist die Vorrichtung erfindungsgemäß zwei oder mehr Ausrichtabschnitte auf. Die Führungsschiene ist zwischen den zwei oder mehr Ausrichtabschnitten schwenkbar oder die Schrauben entlang einer verzweigt ausgebildeten Führungsschiene, beispielsweise durch Weichen, lenkbar.In order to be able to take into account not only the distance or the alignment of the screws in one direction when arranging the screws, the device according to the invention has two or more alignment sections. The guide rail can be pivoted between the two or more alignment sections or the screws can be guided along a branched guide rail, for example by switches.

Um bei der Montage die Entnahme zu vereinfachen und die Schrauben in ihrer zueinander vorbestimmten Ausrichtung in ihre Montageposition fördern zu können, umfasst die Vorrichtung in einer vorteiligen Weiterbildungsvariante ein Entnahmewerkzeug. Das Entnahmewerkzeug ist ausgebildet, die Schrauben mit den Ringelementen in ihrer Entnahmeposition aus dem Ausrichtabschnitt zu greifen und zu halten. Die Schrauben mit den Ringelementen können beispielsweise durch mechanische Greifer oder durch Elektromagnete gegriffen und gehalten werden.In order to simplify removal during assembly and to be able to convey the screws into their assembly position in their predetermined alignment with one another, the device comprises a removal tool in an advantageous further development. The removal tool is designed to grip and hold the screws with the ring elements in their removal position from the alignment section. The screws with the ring elements can be gripped and held, for example, by mechanical grippers or by electromagnets.

Weist die Vorrichtung eine Schraubenzuführeinrichtung mit mehreren Schraubenvorratsbehältern oder mehreren Schraubenvereinzelern auf oder umfasst die Vorrichtung alternativ bzw. zusätzlich mehrere Ringelementvorratsbehälter, so kann die Auswahl der Schrauben und der Ringelemente und dadurch die Reihenfolge ihrer Zusammenführung sowie ihre Zuordnung zueinander von einer Steuerung gesteuert werden, welche die Schraubenzuführeinrichtung und/oder die Ringelementzuführeinrichtung steuert.If the device has a screw feed device with several screw storage containers or several screw separators or if the device alternatively or additionally comprises several ring element storage containers, the selection of the screws and the ring elements and thus the order in which they are brought together and their assignment to one another can be controlled by a control system which controls the screw feed device and/or the ring element feed device.

Erfindungsgemäß wird zudem ein Verfahren zum Zusammenführen einer Schraube mit einem Ringelement mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst hierzu die folgenden Schritte:

  • • Vereinzeln der Schraube aus einer Vielzahl von Schrauben in der Schraubenzuführeinheit;
  • • Vereinzeln des Ringelements aus einer Vielzahl von Ringelementen in der Ringelementzuführeinheit;
  • • Zuführen des Ringelements zu der Warteposition unterhalb des Fallrohrs durch die Ringelementzuführeinheit, wobei das Ringelement in der Warteposition durch die Haltevorrichtung gehalten wird;
  • • Zuführen der Schraube zu dem Fallrohr durch die Schraubenzuführeinheit, wobei die Schraubenachse parallel zu der Fallrohrachse ausgerichtet wird;
  • • Freigeben eines Fallweges der Schraube in dem Fallrohr durch die Schraubenzuführeinheit;
  • • Freigeben des Ringelements mit dem durch eine zentralen Öffnung des Ringelements verlaufenden Schraubenschaft der Schraube und dem auf einer zu dem Fallrohr gewandten Seite des Ringelements aufliegenden Schraubenkopf der Schraube durch die Haltevorrichtung in die Führungsschiene, durch welche die Schraube mit dem Ringelement von der Warteposition in die Entnahmeposition gefördert wird.
According to the invention, a method for assembling a screw with a ring element using a device according to the invention is also proposed. The method comprises the following steps:
  • • Separating the screw from a large number of screws in the screw feeding unit;
  • • Separating the ring element from a plurality of ring elements in the ring element feed unit;
  • • feeding the ring element to the waiting position below the downpipe by the ring element feeding unit, wherein the ring element is held in the waiting position by the holding device;
  • • Feeding the screw to the downpipe through the screw feeding unit, whereby the screw axis is aligned parallel to the downpipe axis;
  • • Clearing a fall path of the screw in the fall pipe through the screw feeding unit;
  • • Releasing the ring element with the screw shaft of the screw running through a central opening of the ring element and the screw head of the screw resting on a side of the ring element facing the downpipe through the holding device into the guide rail, through which the screw with the ring element is conveyed from the waiting position to the removal position.

Das Verfahren umfasst in einer vorteilhaften Weitbildung zudem die folgenden Schritte:

  • • Führen der Schrauben mit dem jeweiligen Ringelement in der Führungsschiene zu einer jeweiligen Entnahmeposition in dem Ausrichtabschnitt, an der die Schrauben mit dem jeweiligen Ringelement durch Positionierelemente in einer jeweiligen Entnahmeposition positioniert werden;
  • • Entnehmen der Schrauben aus der jeweiligen Entnahmeposition mit dem Entnahmewerkzeug.
The procedure also includes the following steps in an advantageous further development:
  • • Guiding the screws with the respective ring element in the guide rail to a respective removal position in the alignment section, at which the screws with the respective ring element are positioned in a respective removal position by positioning elements;
  • • Remove the screws from the respective removal position using the removal tool.

Die vorstehend offenbarten Merkmale sind beliebig kombinierbar, soweit dies technisch möglich ist und diese nicht im Widerspruch zueinander stehen. The features disclosed above can be combined as desired, as long as this is technically possible and they do not contradict each other.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

  • 1 eine seitliche Darstellung einer Vorrichtung zum Zusammenführen einer Schraube und eines Ringelements;
  • 2 eine Draufsicht auf einen Teilbereich einer Vorrichtung zum Zusammenführen einer Schraube und eines Ringelements.
Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are described in more detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to the figures. They show:
  • 1 a side view of a device for bringing together a screw and a ring element;
  • 2 a plan view of a portion of a device for bringing together a screw and a ring element.

Die Figuren sind beispielhaft schematisch. Gleiche Bezugszeichen in den Figuren weisen auf gleiche funktionale und/oder strukturelle Merkmale hin.The figures are schematic examples. Identical reference symbols in the figures indicate identical functional and/or structural features.

1 zeigt eine seitliche Ansicht der Vorrichtung. Dargestellt ist die Schraubenzuführeinheit 10 mit dem Schraubenvorratsbehälter 11 und dem Schraubenschieber 12. Der Schraubenschieber 12 ist ausgebildet die Schraube 1 durch die als Schlitz ausgebildete Seitenöffnung (31) in das Fallrohr 30 zu schieben. Der Schraubenschieber 12 liegt dabei über einen Teil der Länge des Schraubenschaftes 1' an, sodass die Schraube 1 mit ihrer Schraubenachse X1 parallel zu der Fallrohrachse X3 ausgerichtet bzw. gehalten wird. In der vorderen Endposition des Schraubenschieber 12 blockiert er den Fallweg der Schraube 1 in dem Fallrohr 30. In 1 sind die vordere Endposition des Schraubenschiebers 12 und die Schraube 1 in dem Fallrohr 30 durch gestrichelte Linien angedeutet. Der Pfeil bei dem Schraubenschieber 12 deutet die Bewegungsrichtung von einer hinteren Position in die vordere Endposition an. Durch ein Zurückziehen des Schraubenschiebers 12 in die hintere Position, wird der Fallweg in dem Fallrohr 30 freigegeben, sodass sich die Schraube 1 durch die Schwerkraft in dem Fallrohr 30 nach unten bewegen kann. Die Bewegungsrichtung der Schraube 1 in dem Fallrohr 30 wird durch den nach unten weisenden Pfeil neben dem Fallrohr 30 angedeutet. 1 shows a side view of the device. The screw feed unit 10 is shown with the screw storage container 11 and the screw slide 12. The screw slide 12 is designed to push the screw 1 through the side opening (31) designed as a slot into the downpipe 30. The screw slide 12 lies over part of the length of the screw shaft 1' so that the screw 1 is aligned or held with its screw axis X1 parallel to the downpipe axis X3. In the front end position of the screw slide 12, it blocks the fall path of the screw 1 in the downpipe 30. In 1 are the The end position of the screw slide 12 and the screw 1 in the downpipe 30 is indicated by dashed lines. The arrow on the screw slide 12 indicates the direction of movement from a rear position to the front end position. By pulling the screw slide 12 back to the rear position, the fall path in the downpipe 30 is released so that the screw 1 can move downwards in the downpipe 30 due to gravity. The direction of movement of the screw 1 in the downpipe 30 is indicated by the downward-pointing arrow next to the downpipe 30.

Unterhalb der unteren Öffnung des Fallrohrs 30 ist die Warteposition W angeordnet, in der das Ringelement 2 positioniert ist, das mit der Schraube 1 zusammengeführt werden soll. Das Ringelement 2 in der Warteposition W ist in 1 geschnitten dargestellt, sodass die Öffnung 2' sichtbar wird. Die Position der Schraube 1 in dem Ringelement 2 in der Warteposition ist durch einen gestrichelten Umriss der Schraube 1 dargestellt, die mit ihrem Schraubenschaft 1' durch die Öffnung 2' der Ringelements 2 verläuft. In einem unteren Abschnitt des Fallrohrs 30 sind zwei gegenüberliegende Schraubenzentrierelemente 32 angeordnet, welche den Schraubenschaft 1' gegenüber der zentralen Öffnung 2' des Ringelements 2 zentrieren. Durch das Zentrieren kann der Schraubenschaft 1' durch die zentrale Öffnung 2' des Ringelements 2 gleiten. Die Schraubenzentrierelemente 32 werden durch den Schraubenkopf 1" nach außen gedrückt, sodass der Schraubenkopf 1" den unteren Abschnitt des Fallrohrs 30 passieren kann. Das Ringelement 2 wird in der Warteposition W von dem Halteelement 33 gehalten, bis die Schraube 1 und das Ringelement 2 zusammengeführt sind. Dann gibt das als pneumatischer Zylinder ausgebildete Halteelement 33 die Schraube 1 mit dem Ringelement 2 frei, sodass die Schraube von der in 1 als Förderband ausgebildeten Führungsschiene in die Entnahmepositionen gefördert werden kann. Von der Ringelementzuführeinheit 20 wird durch die ebenfalls als Förderband ausgebildete Ringelementzuführung 22 ein neues Ringelement 2 in die Warteposition W gefördert. Die Schrauben 1 mit den Ringelementen 2 werden durch eine gezielte Ansteuerung der Führungsschiene 40 über eine nicht dargestellte Steuerung in die jeweiligen Entnahmepositionen E gebracht. Durch das Entnahmewerkzeug 50 können die Schrauben 1 zusammen mit den jeweiligen Ringelementen 2 durch Elektromagnete 51 gegriffen und an dem Entnahmewerkzeug 50 gehalten werden. Die Schrauben 1 sind zusammen mit den jeweiligen Ringelementen 2 aus den Entnahmepositionen E einer nicht dargestellten Montageposition zuführbar, in der sie in ihrer Ausrichtung zueinander, die durch die Anordnung in den Entnahmepositionen E hergestellt wurde, montiert werden können.Below the lower opening of the downpipe 30, the waiting position W is arranged, in which the ring element 2 is positioned, which is to be brought together with the screw 1. The ring element 2 in the waiting position W is in 1 shown in section so that the opening 2' is visible. The position of the screw 1 in the ring element 2 in the waiting position is shown by a dashed outline of the screw 1, which runs with its screw shaft 1' through the opening 2' of the ring element 2. In a lower section of the downpipe 30, two opposing screw centering elements 32 are arranged, which center the screw shaft 1' opposite the central opening 2' of the ring element 2. By centering, the screw shaft 1' can slide through the central opening 2' of the ring element 2. The screw centering elements 32 are pressed outwards by the screw head 1" so that the screw head 1" can pass through the lower section of the downpipe 30. The ring element 2 is held in the waiting position W by the holding element 33 until the screw 1 and the ring element 2 are brought together. Then the holding element 33, designed as a pneumatic cylinder, releases the screw 1 with the ring element 2, so that the screw can be released from the 1 designed as a conveyor belt to the removal positions. A new ring element 2 is conveyed from the ring element feed unit 20 to the waiting position W by the ring element feed 22, which is also designed as a conveyor belt. The screws 1 with the ring elements 2 are brought into the respective removal positions E by targeted control of the guide rail 40 via a control system (not shown). The removal tool 50 can grip the screws 1 together with the respective ring elements 2 by electromagnets 51 and hold them on the removal tool 50. The screws 1 can be fed together with the respective ring elements 2 from the removal positions E to an assembly position (not shown) in which they can be assembled in their alignment with one another, which was created by the arrangement in the removal positions E.

In 2 ist eine alternative Ausführung der Vorrichtung aus einer Draufsicht dargestellt. Das Ringelement 2 wird jeweils von der Ringelementführung 22 der Warteposition W zugeführt und durch ein nicht dargestelltes Fallrohr 30 mit den Schrauben 1 zusammengeführt. Die als schiefe Ebene ausgebildete Führungsschiene 40 ist zwischen zwei Ausrichtabschnitten 41 schwenkbar, sodass die Schrauben 1 durch eine nicht dargestellte Steuerung, welche die Führungsschiene 40 zwischen den Ausrichtabschnitten 41 dreht, und der Schwerkraft, durch welche sich die Schrauben 1 mit dem jeweiligen Ringelement 2 an der Führungsscheine 40 entlang bewegt, einem der Ausrichtabschnitte 41 zugeführt werden. Die Ausrichtabschnitte 41 sind als angetrieben Förderbänder dargestellt, welche die Schrauben 1 mit den Ringelementen 2 von der Warteposition weg fördern. An den Ausrichtabschnitten 41 sind jeweils als pneumatische Zylinder ausgebildete Positionierelemente 42 angeordnet, welche die Schrauben 1 mit dem jeweiligen Ringelement 2 in der vorbestimmten Entnahmeposition E stoppen. Durch die zwei Ausrichtabschnitte 41 können die Schrauben 1 in zwei Ebenen und mit einem jeweils vorbestimmten Abstand zwischen den Schrauben 1 angeordnet und zueinander ausgerichtet werden.In 2 an alternative embodiment of the device is shown from a top view. The ring element 2 is fed from the ring element guide 22 to the waiting position W and brought together with the screws 1 through a downpipe 30 (not shown). The guide rail 40, designed as an inclined plane, can be pivoted between two alignment sections 41, so that the screws 1 are fed to one of the alignment sections 41 by a control (not shown), which rotates the guide rail 40 between the alignment sections 41, and by gravity, by means of which the screws 1 with the respective ring element 2 moves along the guide rail 40. The alignment sections 41 are shown as driven conveyor belts, which convey the screws 1 with the ring elements 2 away from the waiting position. Positioning elements 42, designed as pneumatic cylinders, are arranged on the alignment sections 41, which stop the screws 1 with the respective ring element 2 in the predetermined removal position E. By means of the two alignment sections 41, the screws 1 can be arranged and aligned with one another in two planes and with a predetermined distance between the screws 1.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann die Warteposition auf der Führungsschiene angeordnet sein, wobei die Führungsschiene als Förderband ausgebildet ist und das Halteelement durch eine das Förderband an- und abschaltende Steuerung bestimmt ist.The invention is not limited in its implementation to the preferred embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable which make use of the solution shown even in fundamentally different embodiments. For example, the waiting position can be arranged on the guide rail, the guide rail being designed as a conveyor belt and the holding element being determined by a control that switches the conveyor belt on and off.

Claims (9)

Vorrichtung zum Zusammenführen einer Schraube (1) mit einem Ringelement (2) und zur Entnahme der Schraube mit Ringelement für die Montage, wobei die Schraube (1) einen Schraubenschaft (1') und einen Schraubenkopf (1'') aufweist und wobei die Vorrichtung eine Schraubenzuführeinheit (10), eine Ringelementzuführeinheit (20), ein Fallrohr (30) und eine Führungsschiene (40) umfasst, wobei die Schraubenzuführeinheit (10) ausgebildet ist, die Schraube (1) mit einer Schraubenachse (X1) parallel zu einer Fallrohrachse (X3) einem oberen Abschnitt des Fallrohrs (30) zuzuführen, die Ringelementzuführeinheit (20) ausgebildet ist, das Ringelement (3) einer Warteposition (W) unterhalb einer unteren Öffnung des Fallrohrs (30) zuzuführen, das Fallrohr (30) ausgebildet ist, die Schraube von seinem oberen Abschnitt zu seinem unteren Abschnitt und mit dem Schraubenschaft (1') in eine Öffnung (2') des Ringelements (2) in der Warteposition (W) unterhalb der unteren Öffnung des Fallrohrs (30) zu führen und wobei die Vorrichtung an der Warteposition (W) eine Haltevorrichtung (33) umfasst, welche ausgebildet ist, das Ringelement (2) in der Warteposition (W) zu halten und das Ringelement (2) mit der Schraube (1) in die Führungsschiene (40) zu leiten, welche ausgebildet ist, die Schraube (1) mit dem Ringelement (2) in eine vorbestimmte Entnahmeposition (E) zu fördern, wobei die Vorrichtung zwei Ausrichtabschnitte (41) an der Führungsschiene (40) aufweist, in denen Positionierelemente (42) angeordnet sind, die ausgebildet sind, die Schrauben (1) mit den Ringelementen (2) in der Entnahmeposition (E) zu positionieren, und wobei die Führungsschiene (40) zwischen den zwei Ausrichtabschnitten (41) schwenkbar ist.Device for bringing together a screw (1) with a ring element (2) and for removing the screw with the ring element for assembly, wherein the screw (1) has a screw shaft (1') and a screw head (1''), and wherein the device comprises a screw feed unit (10), a ring element feed unit (20), a downpipe (30) and a guide rail (40), wherein the screw feed unit (10) is designed to feed the screw (1) with a screw axis (X1) parallel to a downpipe axis (X3) to an upper section of the downpipe (30), the ring element feed unit (20) is designed to feed the ring element (3) to a waiting position (W) below a lower opening of the downpipe (30), the downpipe (30) is designed to feed the screw from its upper section to its lower section. Section and with the screw shaft (1') into an opening (2') of the ring element (2) in the waiting position (W) below the lower opening of the downpipe (30), and wherein the device at the waiting position (W) comprises a holding device (33) which is designed to hold the ring element (2) in the waiting position (W) and to guide the ring element (2) with the screw (1) into the guide rail (40), which is designed to convey the screw (1) with the ring element (2) into a predetermined removal position (E), wherein the device has two alignment sections (41) on the guide rail (40), in which positioning elements (42) are arranged which are designed to position the screws (1) with the ring elements (2) in the removal position (E), and wherein the guide rail (40) is pivotable between the two alignment sections (41). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Fallrohr eine Seitenöffnung (31) an seiner Außenwandung aufweist, sodass die Schraube (1) orthogonal zu der Fallrohrachse (X3) in das Fallrohr (30) zuführbar ist.Device according to Claim 1 , wherein the downpipe has a side opening (31) on its outer wall, so that the screw (1) can be fed into the downpipe (30) orthogonal to the downpipe axis (X3). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich das Fallrohr zumindest über eine Fallrohrlänge erstreckt, die länger ist als eine Schraubenlänge der Schraube (1) entlang der Schraubenachse (X1).Device according to Claim 1 or 2 , wherein the downpipe extends at least over a downpipe length which is longer than a screw length of the screw (1) along the screw axis (X1). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schraubenzuführeinheit (10) zumindest einen Schraubenvorratsbehälter (11), zumindest einen Schraubenvereinzeler und einen Schraubenschieber (12) umfasst, wobei der zumindest eine Schraubenvereinzeler ausgebildet ist, die Schraube (1) aus dem zumindest einen Schraubenvorratsbehälter (10) zu vereinzeln und dem Schraubenschieber (12) zuzuführen, und der Schraubenschieber (12) ausgebildet ist, die Schraube (1) durch eine zu der Fallrohrachse (X3) orthogonale Bewegung dem Fallrohr (30) zuzuführen und dabei die Schraube (1) entlang des Schraubenschaftes (1") abzustützen.Device according to one of the preceding claims, wherein the screw feed unit (10) comprises at least one screw storage container (11), at least one screw separator and a screw slide (12), wherein the at least one screw separator is designed to separate the screw (1) from the at least one screw storage container (10) and to feed it to the screw slide (12), and the screw slide (12) is designed to feed the screw (1) to the downpipe (30) by a movement orthogonal to the downpipe axis (X3) and to support the screw (1) along the screw shaft (1"). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ringelementzuführeinheit (20) zumindest einen Ringelementvorratsbehälter (21), jeweils einen Ringelementvereinzeler und eine Ringelementführung (22) umfasst, wobei der jeweilige Ringelementvereinzeler ausgebildet ist, das Ringelement (2) aus dem jeweiligen Ringelementvorratsbehälter (21) zu vereinzeln und der Ringelementführung (22) zuzuführen, und die Ringelementführung (22) ausgebildet ist, das Ringelement (2) in die Warteposition (W) zu führen.Device according to one of the preceding claims, wherein the ring element feed unit (20) comprises at least one ring element storage container (21), in each case a ring element separator and a ring element guide (22), wherein the respective ring element separator is designed to separate the ring element (2) from the respective ring element storage container (21) and to feed it to the ring element guide (22), and the ring element guide (22) is designed to guide the ring element (2) into the waiting position (W). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fallrohr (30) zumindest ein entlang eines zu der Fallrohrachse (X3) orthogonalen Federweges gefedertes Schraubenzentrierelement (32) aufweist.Device according to one of the preceding claims, wherein the downpipe (30) has at least one screw centering element (32) which is sprung along a spring path orthogonal to the downpipe axis (X3). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Vorrichtung ein Entnahmewerkzeug (50) umfasst, das ausgebildet ist, die Schrauben (1) mit den Ringelementen (2) in ihrer Entnahmeposition (E) aus dem Ausrichtabschnitt (41) zu greifen und zu halten.Device according to one of the preceding claims, wherein the device comprises a removal tool (50) which is designed to grip and hold the screws (1) with the ring elements (2) in their removal position (E) from the alignment section (41). Verfahren zum Zusammenführen einer Schraube (1) mit einem Ringelement (2) mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Vereinzeln der Schraube (1) aus einer Vielzahl von Schrauben (1) in der Schraubenzuführeinheit (10); b. Vereinzeln des Ringelements (2) aus einer Vielzahl von Ringelementen (2) in der Ringelementzuführeinheit (20); c. Zuführen des Ringelements (2) zu der Warteposition (W) unterhalb des Fallrohrs (30) durch die Ringelementzuführeinheit (20), wobei das Ringelement (2) in der Warteposition (W) durch die Haltevorrichtung (33) gehalten wird; d. Zuführen der Schraube (1) zu dem Fallrohr (30) durch die Schraubenzuführeinheit (10), wobei die Schraubenachse (X1) parallel zu der Fallrohrachse (X3) ausgerichtet wird; e. Freigeben eines Fallweges der Schraube (1) in dem Fallrohr (30) durch die Schraubenzuführeinheit (10); f. Freigeben des Ringelements (2) mit dem durch eine zentralen Öffnung (2') des Ringelements (2) verlaufenden Schraubenschaft (1') der Schraube und dem auf einer zu dem Fallrohr gewandten Seite des Ringelements (2) aufliegenden Schraubenkopf (1") der Schraube (1) durch die Haltevorrichtung (33) in die Führungsschiene (40), durch welche die Schraube (1) mit dem Ringelement (2) von der Warteposition (W) in die Entnahmeposition (E) gefördert wird.Method for assembling a screw (1) with a ring element (2) using a device according to one of the preceding claims, the method comprising the following steps: a. Separating the screw (1) from a plurality of screws (1) in the screw feed unit (10); b. Separating the ring element (2) from a plurality of ring elements (2) in the ring element feed unit (20); c. Feeding the ring element (2) to the waiting position (W) below the downpipe (30) by the ring element feed unit (20), wherein the ring element (2) is held in the waiting position (W) by the holding device (33); d. Feeding the screw (1) to the downpipe (30) by the screw feed unit (10), wherein the screw axis (X1) is aligned parallel to the downpipe axis (X3); e. Clearing a fall path of the screw (1) in the downpipe (30) by the screw feed unit (10); f. Clearing the ring element (2) with the screw shaft (1') of the screw running through a central opening (2') of the ring element (2) and the screw head (1") of the screw (1) resting on a side of the ring element (2) facing the downpipe through the holding device (33) into the guide rail (40), through which the screw (1) with the ring element (2) is conveyed from the waiting position (W) into the removal position (E). Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Verfahren zudem die folgenden Schritte umfasst: a. Führen der Schrauben (1) mit dem jeweiligen Ringelement (2) in der Führungsschiene (40) zu einer jeweiligen Entnahmeposition (E) in dem Ausrichtabschnitt (41), an der die Schrauben (1) mit dem jeweiligen Ringelement (3) durch Positionierelemente (42) in einer jeweiligen Entnahmeposition (E) positioniert werden; b. Entnehmen der Schrauben (1) aus der jeweiligen Entnahmeposition (E) mit dem Entnahmewerkzeug (50).Procedure according to Claim 8 , the method further comprising the following steps: a. guiding the screws (1) with the respective ring element (2) in the guide rail (40) to a respective removal position (E) in the alignment section (41), at which the screws (1) with the respective ring element (3) are positioned in a respective removal position (E) by positioning elements (42); b. removing the screws (1) from the respective Removal position (E) with the removal tool (50).
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