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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vereinzeln, Ausrichten und Bereitstellen von Spulen.
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Elektrische Spulen kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz, z. B. als Aktor-Elemente für Magnetventile. Dabei werden die Spulen mit ihren Anschlusskontakten häufig mit Platinen verbunden, insbesondere verlötet, was zumeist automatisiert erfolgt. Hierfür müssen die elektrischen Spulen in einer präzisen Ausrichtung bereitgestellt werden. Zum Beispiel mittels eines Greifers werden die Spulen aus der präzise ausgerichteten Position entnommen und dem weiteren Einbauprozess zugeführt.
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DE 39 42 996 A1o offenbart eine Vorrichtung zum Ausrichten und Zuführen elektronischer Bauteile. Die Vorrichtung umfasst einen Ausrichtkanal, der von den Bauelementen nur in einer vorgegebenen Orientierung passiert werden kann. Am stromaufwärtigen Ende des Ausrichtkanals ist eine Kammer angeordnet, die einen größeren Querschnitt als der Ausrichtkanal aufweist und deren Bodenfläche mit der Bodenfläche des Ausrichtkanals in einer Ebene liegt. Um die Gefahr einer Brückenbildung der Bauelemente in der Kammer zu verringern, ist der Querschnitt der Kammer so gestaltet, dass er außerhalb der Bodenfläche durch eine weder parallel noch rechtwinklig zu der Bodenfläche verlaufende Wandfläche begrenzt wird.
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DE 10 2006 041 675 A1 zeigt eine Transportvorrichtung für Bestückelemente und Handhabungsvorrichtung zur Bestückung der Transportvorrichtung, bei der Näpfe zur Aufnahme von Bestückelementen an einem Gurtband ausgebildet sind. Die Transportvorrichtung ist derart ausgebildet, dass die Näpfe eine unterschiedliche Geometrie aufweisen und in Abhängigkeit einer vordefinierten Zuführung von Bestückelementen unterschiedlicher Geometrie an dem Gurtband angeordnet sind. Eine Handhabungsvorrichtung zur Bestückung einer solchen Transportvorrichtung weist dabei eine Komissionierstation mit einer Zuführeinrichtung zur Zuführung von Bestückelementen aus wenigstens einem Vorrat nach einer vorgegebenen Bestückungssequenz auf.
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GB 2 220 649 A offenbart eine Vorrichtung zur automatischen Bereitstellen von elektronischen Flachpack-Chips an einer Bereitstellungsstation. Die Vorrichtung umfasst eine Schiene und eine Schieberklinge mit einer Vorderkante zum schrittweisen Schieben von Chips von einer Abgabestation entlang der Schiene. Die Chips werden an der Ausgabestation in einem Stapel aneinandergereiht in einem Magazin gehalten, wobei der unterste Chip im Stapel auf der Schiene liegt. Das Hin- und Herbewegen der Klinge treibt die Chips nacheinander von der Basis des Stapels an. Sensoren (Infrarot) überwachen die korrekte Funktion des Gerätes. Die Schmalheit der Schiene ermöglicht die Positionierung der Bereitstellungsstation an engen Stellen um die Roboter-Montagevorrichtungen herum.
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Bislang werden solche elektrischen Spulen z. B. über Rutschen, Förderbänder oder, bei sehr robusten Spulenformen, als Schüttgut bereitgestellt. Die Endausrichtung dieser Spulen erfolgt bislang manuell mittels eines Werkers, der die Ausrichtung der Spulen mit den menschlichen Möglichkeiten vornimmt und auf die richtige automationskonforme Ausrichtungsposition korrigiert.
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Da solche elektrischen Spulen häufig spitz und scharfkantig sind, besteht bei einer solchen manuellen Ausrichtung eine erhebliche Verletzungsgefahr für den Werker. Da die Spulen zudem unhandlich sind, sind die Ergonomie-Bedingungen eines solchen Arbeitsplatzes schlecht. Zudem ist aufgrund des nachfolgenden Einbaubauprozesses eine recht geringe Taktzeit von ungefähr zwei Sekunden vorgegeben. Dies macht die manuelle Ausrichtungsarbeit schwierig und anstrengend. Eine Pause und ein Wechsel des manuellen Werkers ist schon nach geringer Einsatzzeit erforderlich.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Vereinzeln, Ausrichtung und Bereitstellen von Spulen mit Anschlusskontakten bereitzustellen mit der eine präzise Ausrichtung der elektrischen Spulen auch bei geringen Taktzeiten ermöglicht wird, und bei der eine Verletzungsgefahr, schlechte Ergonomie-Bedingungen und ein häufiger Wechsel des Werkers zuverlässig vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vereinzeln, Ausrichten und Bereitstellen von Spulen mit Anschlusskontakten aus einer Vielzahl von nicht oder nur grob ausgerichteten Spulen mit Anschlusskontakten in einem Mehrweg-Stangenmagazin, umfasst:
- ein Mehrweg-Stangenmagazin mit einer Vielzahl von darin hintereinander angeordneten Spulen mit Anschlusskontakten;
- eine Pufferstrecke, die vor dem Mehrweg-Stangenmagazin angeordnet ist;
- eine Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit, die vor der Pufferstrecke angeordnet ist; und
- einen Ausschieber, durch den die Spulen aus dem Mehrweg-Stangenmagazin von hinten in Richtung Pufferstrecke bis zu der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit bewegbar sind;
- wobei jede der Spulen einen im Wesentlichen zylindrischen Spulenkörper, eine Mittenöffnung und zwei an der Oberseite angeordnete Anschlusskontakte aufweist, die über den im Wesentlichen zylindrischen Spulenkörper nach außen stehen;
- wobei die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit Folgendes aufweist:
- einen von unten in die Mittenöffnung einer in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule bewegbaren Zentrierungsdom; und
- eine insbesondere von unten zu den Anschlusskontakten der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule hin bewegbare Kontaktkulisse, mit einer den Anschlusskontakten der Spule korrespondierenden Aufnahmeform, zum Aufnehmen und Bringen der Anschlusskontakte in die gewünschte Position.
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Mittels eines solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nicht oder nur grob ausgerichtete Spulen mit Anschlusskontakten aus einem Mehrweg-Stangenmagazin prozesssicher vereinzelt und zu einer Endausrichtung- und Bereitstellungseinheit zugeführt, dort in einer präzisen Position, insbesondere Winkelposition ausgerichtet und für die automatisierte Weiterverarbeitung, insbesondere für den Einbau der Spule für die jeweils vorgesehene Anwendung bereitgestellt.
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Die elektrischen Spulen können dabei eine beliebige Form, eine beliebige Größe und einen beliebigen Anwendungszweck haben. Ein Beispiel ist der Einsatzzweck als Aktor-Elemente für Magnetventile.
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Durch die Verwendung von Mehrweg-Stangenmagazinen können die Herstellung und der Einbau der Spulen in die Endanwendungsposition voneinander räumlich und zeitlich entkoppelt werden. Diese müssen nicht am gleichen Ort und nicht unmittelbar nacheinander stattfinden. Das Mehrweg-Stangenmagazin kann umgangssprachlich auch als Stick bezeichnet werden. Somit können preiswerte, standardisierte Mehrweg-Stangenmagazine zur Weiterverarbeitung von hergestellten Spulen eingesetzt werden. Spulen können von beliebigen Zulieferern bezogen und weiterverarbeitet werden. Dadurch ist eine Unabhängigkeit bei Lieferschwierigkeiten und Einkaufsentscheidungen gegeben.
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Bei dem Mehrweg-Stangenmagazin kann es sich um ein Kunststoffrohr handeln, mit Verschlüssen an beiden Enden, die vor dem Einfahren des Ausschiebers in das Mehrweg-Stangenmagazin entfernt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine voll automatisierte Entnahme der Spulen aus dem Mehrweg-Stangenmagazin, eine voll automatisierte Zuführung und gleichzeitige Vereinzelung der Spulen zu der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit gewährleistet, unter Verwendung des Ausschiebers, der auch als Ausstoßer bezeichnet werden kann, und der Pufferstrecke.
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Dass die Pufferstrecke vor dem Mehrweg-Stangenmagazin angeordnet ist, ist anordnungsmäßig zu verstehen. Bezogen auf den Arbeitsablauf sind die Pufferstrecke und die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit eigentlich dem Mehrweg-Stangenmagazin nachgeschaltet angeordnet.
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Schließlich ist durch die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit, durch deren von unten in die Mittenöffnung einer in der Endausrichtung- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule bewegbaren Zentrierungsdom und durch deren insbesondere von unten zu den in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule hin bewegbare Kontaktkulisse, die eine den Anschlusskontakten der Spule korrespondierende Aufnahmeform aufweist, eine automatisierte und präzise Ausrichtung der Spule in die definierte Endausrichtung gewährleistet. Die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit kann auch als Nest bezeichnet werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine gleichbleibend hohe Genauigkeit für den nachfolgenden automatisierten Spuleneinbauprozess gewährleistet.
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Nachdem eine Spule in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angekommen ist, wird der Zentrierungsdom von unten in die Mittenöffnung der Spule bewegt. Der Zentrierungsdom kann dabei die Mittenöffnung der Spule im Wesentlichen ausfüllen. Zeitgleich oder kurz danach wird die Kontaktkulisse, insbesondere von unten, auf die Anschlusskontakte dieser Spule zu bewegt. Diese nimmt die Anschlusskontakte der Spule mit ihrer Aufnahmeform auf und bringt die Anschlusskontakte der Spule und somit die gesamte Spule in die gewünschte Endausrichtungsposition.
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Nach Zurückfahren des Zentrierungsdoms und der Kontaktkulisse kann die so vereinzelte und endausgerichtete Spule automatisiert, z. B. mittels eines Greifers entnommen und dem weiteren Einbauprozess zugeführt werden.
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Das Vereinzeln, Ausrichtung und Bereitstellen von Spulen mit Anschlusskontakten erfolgt somit voll automatisiert.
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Ein ergonomisch ungünstiger, verletzungsanfälliger und aufgrund der geringen Taktzeiten sehr anstrengender und wechselintensiver Arbeitsplatz wird so automatisiert. Verletzungen des Werkers werden zuverlässig verhindert.
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Des Weiteren sind durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung geringe Taktzeiten und somit eine hohe Produktivität realisierbar.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist zudem mit überschaubarem Investitionsvolumen herstellbar und benötigt einen überschaubaren Platzbedarf. Durch geringe Anpassungen, z. B. Austauschen / Anpassen / Justieren des Zentrierungsdoms und der Kontaktkulisse der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit kann die erfindungsgemäße Vorrichtung für unterschiedliche Spulentypen eingerichtet werden. Ein Typwechsel auf einen anderen Spulentyp ist somit auf einfache Weise möglich.
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Die einzelnen Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung können modular aufgebaut und platzoptimiert ausgeführt sein. Sie können einzeln ausgewechselt werden, was eine hohe Flexibilität und Anpassbarkeit mit sich bringt.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform weist die Kontaktkulisse eine Aufnahmeform auf, mit zwei an ihrer Ober- und Innenseite vorgesehenen Aufnahmeaussparungen, deren Form und Abstand voneinander der Form und dem Abstand der über den im Wesentlichen zylindrischen Spulenkörper nach außen stehenden Bereichen der beiden Anschlusskontakte der Spule entsprechen. Die Aufnahmeaussparungen können nach oben hin verbreitert, insbesondere mit Fasen ausgebildet sein.
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Durch eine derart ausgebildete Kontaktkulisse werden die über den im Wesentlichen zylindrischen Spulenkörper nach außen stehende Bereiche der beiden Anschlusskontakte der Spule, die in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit positioniert, insbesondere durch den Ausschieber dorthin geschoben worden ist, in den Aufnahmeaussparungen gefangen.
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Durch die nach oben hin verbreiterten, insbesondere mit Fasen ausgebildeten Aufnahmeaussparungen werden leicht verdreht angeordnete Anschlusskontakte bzw. leicht verdreht angeordnete Spulen automatisch in die richtige Winkelposition gebracht. Dadurch werden die Spulen mit einer Genauigkeit von +/- 0,1 mm in x/y-Richtung dem nachfolgenden automatisierten Spuleneinbauprozess bereitgestellt, dadurch ergibt sich auch die erforderliche Drehungsgenauigkeit.
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Unter x-Richtung wird dabei die Haupterstreckungsrichtung der Pufferstrecke und des Mehrweg-Stangenmagazins sowie die Bewegungsrichtung des Ausschiebers verstanden. Unter y-Richtung wird die Richtung nach links und rechts bezogen auf die x-Richtung verstanden. Unter der z-Richtung wird die Richtung nach oben und unten verstanden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit weiterhin einen Gegenhalter auf, der oberhalb der Anschlusskontakte der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule angeordnet oder bewegbar ist, um bei einem Verschieben der Spule nach oben durch die Kontaktkulisse zu gewährleisten, dass die Anschlusskontakte der Spule in der korrespondierenden Aufnahmeform der Kontaktkulisse aufgenommen werden.
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Der Gegenhalter kann, vor erfolgter Endausrichtung der Spule auf der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit, insbesondere vor Bewegen des Zentrierungsdoms von unten in die Mittenöffnung der Spule und vor Aufnehmen der Anschlusskontakte der Spule in der Kontaktkulisse, an einer Position beabstandet von der Position oberhalb der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule angeordnet sein und in die Position oberhalb der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule bewegt werden
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Ebenso kann der Gegenhalter, nach erfolgter Endausrichtung der Spule auf der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit, insbesondere nach Bewegen des Zentrierungsdoms von unten in die Mittenöffnung der Spule und nach Aufnehmen der Anschlusskontakte der Spule in der Kontaktkulisse, von der Position oberhalb der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule in eine Position beabstandet von der Position oberhalb der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule bewegt werden, sodass die endausgerichtete Spule durch einen Greifer entnommen werden kann.
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Ein solcher Gegenhalter verhindert ein Verkippen und zu weites Anheben der Spule, wenn der Zentrierungsdom und von unten in die Mittenöffnung der Spule bewegt wird, und die Kontaktkulisse, insbesondere von unten gegen die Anschlusskontakte der Spule bewegt wird, und er gewährleistet, dass die Anschlusskontakte in der korrespondierenden Aufnahmeform der Kontaktkulisse aufgenommen werden. Die Anschlusskontakte werden somit von oben her gesichert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit weiterhin einen vorderen Endanschlag und eine Endausrichtungsschiene auf Höhe der Vor-Ausrichtungsvorsprünge der Spulen, insbesondere oberhalb des im Wesentlichen zylindrischen Spulenkörpers. Der vordere Endanschlag kann als Wand ausgebildet sein, insbesondere als Wand mit einer gekrümmten Vorderseite. Der Endanschlag und die Endausrichtungsschiene können nach vorne und zur Seite hin bewegbar sein. Die Endausrichtungsschiene kann, vor erfolgter Endausrichtung der Spule auf der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit, insbesondere vor Bewegen des Zentrierungsdoms von unten in die Mittenöffnung der Spule und vor Aufnehmen der Anschlusskontakte der Spule in der Kontaktkulisse, ein Stück weit zur Seite, weg von der Spule verfahren werden. Die Endausrichtungsschiene kann, nach erfolgter Endausrichtung der Spule auf der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit, insbesondere nach Bewegen des Zentrierungsdoms von unten in die Mittenöffnung der Spule und nach Aufnehmen der Anschlusskontakte der Spule in der Kontaktkulisse, ein Stück weit zur Seite, weg von der Spule verfahren werden.
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Somit werden die Spulen durch den Ausschieber so weit über die Pufferstrecke nach vorne bewegt, bis die vorderste Spule den vorderen Endanschlag berührt. Der Ausschieber kann dies z. B. in Form einer erhöhten Widerstands oder einer erhöhten Stromaufnahme detektieren. Er löst daraufhin seinen Schiebedruck, indem er z. B. stromlos geschaltet wird.
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Durch das Verfahren der Endausrichtungsschiene ein Stück weit zur Seite, weg von der Sule, kann das Hereinfahren des Zentrierungsdoms von unten in die Mittenöffnung der Spule und das Aufnehmen der Anschlusskontakte der Spule in der Kontaktkulisse verbessert werden. Der Zentrierungsdom kann oben abgeschrägt, insbesondere mit einer umlaufenden Fase versehen sein.
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Nach erfolgter Endausrichtung kann die Endausrichtungsschiene noch weiter weg von der Spule zur Seite verfahren werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit eine Kamera, die nach erfolgter Endausrichtung der Spule auf der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit, insbesondere nach Bewegen des Zentrierungsdoms von unten in die Mittenöffnung der Spule und nach Aufnehmen der Anschlusskontakte der Spule in der Kontaktkulisse, eine Bildaufnahme wenigstens von den oberhalb der Kontaktkulisse gelegenen Bereichen der Anschlusskontakte der Spule macht, anhand der kontrolliert wird, ob die Anschlusskontakte vorhanden und unbeschädigt sind.
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Wenn anhand der Bildaufnahme der Kamera, insbesondere automatisiert durch Vergleich mit Referenzbildern oder Referenzwerten für die Anschlusskontakte, entschieden wird, dass die Anschlusskontakte vorhanden und unbeschädigt, also z. B. nicht gebrochen und nicht zu weit verbogen sind, kann die Spule, z. B. mittels eines Greifers aus der Endausrichtung- und Bereitstellungseinheit entnommen und dem weiteren automatisierten Einbauprozess zugeführt werden. Andernfalls, im Falle dass ein oder zwei Anschlusskontakte der Spule fehlen oder beschädigt, also insbesondere gebrochen oder zu weit verbogen sind, erfolgt ein Aussortieren dieser Spule.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform weisen die Spulen zusätzlich Vor-Ausrichtungsvorsprünge an ihrer Oberseite auf. Analog dazu kann an der Pufferstrecke eine Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene, insbesondere mit einer schrägen Seitenwand, auf Höhe der Vor-Ausrichtungsvorsprünge der Spulen, insbesondere oberhalb des im Wesentlichen zylindrischen Spulenkörpers vorgesehen sein, so dass bei einer Vorwärtsbewegung der Spulen durch den Ausschieber die Vor-Ausrichtungsvorsprünge der Spulen seitlich in Kontakt mit der Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene kommen und so vorausgerichtet werden.
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Somit kann die Pufferstrecke für eine Vorausrichtung der Spulen genutzt werden. Die Spulen können innerhalb des Mehrweg-Stangenmagazins um +/- 7° verdreht, in x-Richtung +/- 0,5 mm verschoben und in y-Richtung um +/- 0,6 mm verschoben angeordnet sein. Die schräge Seitenwand, die auch als Einführfase bezeichnet werden kann, reduziert diese Ungenauigkeit der Positionierung der Spulen um ca. 50 - 70 %. Des Weiteren gewährleisten die Pufferstrecke und der Ausschieber eine kontinuierliche Zuführung der Spulen zu der Endausrichtung- und Bereitstellungseinheit.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist weiterhin ein Stopperelement am vorderen Ende der Pufferstrecke vorgesehen, das so ausgebildet ist, dass wenn die vorderste Spule die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit erreicht hat, die vorderste Spule auf der Pufferstrecke an einer weiteren Bewegung nach vorne hindert. Das Stopperelement kann insbesondere von unten vor die vorderste Spule auf der Pufferstrecke fahren und/oder gleichzeitig die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit nach vorne bewegen.
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Das Stopperelement, das auch als Abteilschieber bezeichnet werden kann, trennt, nachdem die vorderste Spule die Endausrichtung- und Bereitstellungseinheit erreicht hat und insbesondere an dem vorderen Endanschlag angekommen ist, die Spulen auf der Pufferstrecke von der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule und verhindert ein Anliegen der zweitvordersten Spule an der vordersten Spule sowie eine unerwünschte Krafteinwirkung von der zweitvordersten auf die vorderste Spule beim Endausrichtungsprozess in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit. Das Stopperelement bewirkt somit eine kraftmäßige Entkopplung der vordersten, in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule von der zweitvordersten, noch auf der Pufferstrecke befindlichen Spule.
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Zudem kann das Stopperelement, z. B. über eine Kulissenform als Betätigungselement zum Abteilen der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit von der Pufferstrecke wirken. Die Bewegung der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit nach vorne, was auch als Abteilhub bezeichnet werden kann, kann z. B. 2 - 5 mm, insbesondere 3 - 4 mm betragen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Mehrweg-Stangenmagazin in einer Magazin-Bereitstellungseinheit, insbesondere einer Schiene, angeordnet, und der Ausschieber wird von hinten in das Mehrweg-Stangenmagazin eingeschoben und schiebt die Spulen aus dem Mehrweg-Stangenmagazin nach vorne heraus.
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Der Ausschieber kann die Spulen so weit nach vorne aus dem Mehrweg-Stangenmagazin herausschieben, bis die vorderste Spule die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit erreicht hat, insbesondere bis die vorderste Spule den vorderen Endanschlag der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit berührt, wobei der Ausschieber dann ein Stück zurückfährt.
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Dadurch wird gewährleistet, dass alle Spulen auf einfache Weise aus dem Mehrweg-Stangenmagazin herausgeschoben werden. Die vorderen und rückwärtigen Endverschlüsse des Mehrweg-Stangenmagazins, falls vorhanden, können dabei zuvor auf geeignete Weise, entweder manuell oder automatisch, entfernt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Mehrweg-Stangenmagazine übereinander angeordnet. Das unterste Mehrweg-Stangenmagazin ist in einer Ebene angeordnet, die auf derselben Ebene wie die Pufferstrecke liegt, sodass der Ausschieber von hinten in das unterste Mehrweg-Stangenmagazin eingeschoben wird und die Spulen aus dem untersten Mehrweg-Stangenmagazin nach vorne herausschiebt. Wenn alle Spulen durch den Ausschieber aus dem untersten Mehrweg-Stangenmagazin auf die Pufferstrecke geschoben worden sind, kann das so geleerte, unterste Mehrweg-Stangenmagazin, insbesondere nach unten entfernt werden, und das nächste Mehrweg-Stangenmagazin von oben nachrutschen.
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Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung kontinuierlich mit Spulen versorgt werden, unter Verwendung einer Vielzahl von Mehrweg-Stangenmagazinen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Pufferstrecke wenigstens bereichsweise einen Längsschlitz auf, durch den ein Schiebefinger von unten in die Mittenöffnung einer Spule auf der Pufferstrecke einführbar ist. Der Schiebefinger kann dabei so ausgebildet sein, dass er von unten in die Mittenöffnung einer Spule auf der Pufferstrecke einführbar ist und diese Spule und die Spulen davor auf der Pufferstrecke in Richtung zu der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit bewegt, wenn der Ausschieber ganz zurückgezogen wird, um einen Wechsel des Mehrweg-Stangenmagazins zu ermöglichen.
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Dadurch ist ein kontinuierlicher Taktbetrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch bei einem Wechsel eines Mehrweg-Stangenmagazins möglich. Eine Unterbrechung und ein Warten, bis das neue Mehrweg-Stangenmagazin bereit ist, kann vermieden werden.
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Der Schiebefinger kann über eine Hub-/Schiebeaktorik verfügen, die während des Magazinwechsels das Nach-Vorne-Schieben der Spulen auf der Pufferstrecke zu der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit übernimmt. Der Schiebefinger kann dabei mittels eines ersten Hubs nach oben über den Längsschlitz in der Pufferstrecke zugestellt werden und über einen zweiten Hub die Spulen nach vorne in die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit bewegen. Der Schiebefinger mit der Hub-/Schiebeaktorik kann dabei insbesondere auch den Anpressdruck auf die Spulen wegnehmen, aber die Positionen der Spulen nach wie vor halten. Er ersetzt somit für die Zeit des Magazinwechsels den Ausschieber, der die Spulen aus dem Mehrweg-Stangenmagazin schiebt.
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Falls die Kamera mittels ihrer Bildaufnahme detektiert, dass entweder mindestens ein Anschlusskontakt nicht vorhanden oder beschädigt, also zu weit gebogen oder gebrochen ist, kann an der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit zudem ein Wegschieber integriert sein, der die defekte Spule aus der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit schiebt, sodass ein manuelles Entnehmen oder ein Entnehmen mittels eines Greifers vermieden werden kann. Die defekten Spulen können so in einem Ausschussbehälter gesammelt oder über eine Rutsche oder eine zusätzliche Aktorik nach außen abgeführt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Spulen jeweils einen Kunststoffträger auf. Die beiden Anschlusskontakte können Einpresskontakte ausgebildet sein. Sie können nebeneinander angeordnet sein, nach oben aus dem Spulenkörper herausstehen, und jeweils ein nach außen gebogenes Zwischenstück aufweisen. Die Vor-Ausrichtungsvorsprünge können an gegenüberliegenden Bereichen der Oberseite des Spulenkörpers angeordnet sein, nach oben aus dem Spulenkörper herausstehen, und die beiden Anschlusskontakte können dazwischen angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin eine Steuereinheit, die so ausgebildet ist, dass die folgenden Schritte durchgeführt werden:
- a) Bewegen der Spulen aus dem Mehrweg-Stangenmagazin von hinten in Richtung Pufferstrecke durch den Ausschieber, bis die vorderste Spule den Endanschlag der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit berührt, und, insbesondere Vorausrichten der Spulen mittels Führen der Vor-Ausrichtungsvorsprünge an der Oberseiten den Spulen gegenüber der Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene;
- b) Insbesondere Bewegen des Stopperelements insbesondere von unten vor die vorderste Spule auf der Pufferstrecke, und Bewegen der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit nach vorne;
- c) Insbesondere Bewegen des Gegenhalters von einer Position beabstandet von der Position oberhalb der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule in die Position oberhalb der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule;
- d) Insbesondere Verfahren der Endausrichtungsschiene ein Stück weit zur Seite, weg von der Spule;
- e) Endausrichten der Spule auf der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit, durch Bewegen des Zentrierungsdoms von unten in die Mittenöffnung der Spule und durch Bewegen der Kontaktkulisse, insbesondere von unten auf die Anschlusskontakte der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule zu, und durch Aufnehmen der Anschlusskontakte der Spule in der Kontaktkulisse;
- f) Insbesondere Bildaufnahme durch die Kamera, und Kontrollieren, ob die Anschlusskontakte vorhanden und unbeschädigt sind;
- g) Insbesondere Verfahren der Endausrichtungsschiene ein Stück weit zur Seite, weg von der Spule und Bewegen des Gegenhalters von der Position oberhalb der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule in die Position beabstandet davon;
- h) Automatisches Entnehmen der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angeordneten Spule, insbesondere mittels eines Greifers;
- i) Insbesondere Bewegen der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit in die Anfangsposition zu der Pufferstrecke hin, Verfahren der Endausrichtungsschiene zurück in die Anfangsposition, in Verlängerung der Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene; und Bewegen des Stopperelements weg von der vordersten Spule auf der Pufferstrecke.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Vereinzeln, Ausrichten und Bereitstellen von Spulen mit Anschlusskontakten aus einer Vielzahl von nicht oder nur grob vorausgerichteten Spulen mit Anschlusskontakten in einem Mehrweg-Stangenmagazin mit den o.g. Schritten.
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Dadurch werden die Spulen aus einem Mehrweg-Stangenmagazin einzeln zugeführt, positionsgenau ausgerichtet und für einen nachfolgenden automatisierten Einbauprozess bereitgestellt. Es sind geringe Taktzeiten möglich. Im Übrigen treffen alle vorstehend erläuterten Vorteile und Ausführungsformen auch für ein solches Verfahren zu.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Schritte a) bis i) für die nächste Spule wiederholt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinheit weiterhin dazu ausgebildet, dass, wenn alle Spulen durch den Ausschieber aus dem untersten Mehrweg-Stangenmagazin auf die Pufferstrecke geschoben worden sind, der Ausschieber ganz zurückgezogen wird, das geleerte, unterste Mehrweg-Stangenmagazin, insbesondere nach unten entfernt wird, und das nächste Mehrweg-Stangenmagazin von oben nachrutscht, und dass währenddessen der Schiebefinger von unten durch den Längsschlitz in der Pufferstrecke in die Mittenöffnung einer Spule auf der Pufferstrecke eingeführt wird und diese Spule sowie die Spulen davor auf der Pufferstrecke in Richtung zu der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit bewegt.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
- 1a zeigt anhand ihrer 1a(a) eine Vordersicht einer Spule gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; anhand ihrer 1a(b) eine Seitenansicht der Spule; und anhand ihrer 1a(c) eine Draufsicht auf die Spule.
- 1b zeigt anhand ihrer 1b(a) und 1b(b) zwei schematische Draufsichten auf eine Spulen-Vereinzelungs-, Ausrichtungs- und Bereitstellungvorrichtung in einem Anfangszustand (1b(a)) und in einem Zustand, bei dem der Ausschieber die Spulen so weit aus dem Mehrweg-Stangenmagazin herausgeschoben hat, dass die vorderste Spule in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit angekommen ist (1b(b)).
- 2 zeigt anhand ihrer 2(a) eine Draufsicht und anhand ihrer 2(b) eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, jeweils in einer Position, in welcher der Ausschieber die Spulen so weit aus dem Mehrweg-Stangenmagazin herausgeschoben hat, dass die vorderste Spule am vordersten Ende der Pufferstrecke angekommen ist.
- Die 3 bis 6 zeigen jeweils anhand ihrer Teilfiguren (a) und (b) Draufsichten und Seitenansichten von der linken Seite der Spulen-Vereinzelungs-Ausrichtungs- und Bereitstellungsvorrichtung 12 aus 2, in unterschiedlichen Positionen während des Vereinzelns, Ausrichtens und Bereitstellens von Spulen 2 mit Anschlusskontakten 8 aus einer Vielzahl von nicht oder nur grob ausgerichteten Spulen mit Anschlusskontakten 8 in dem Mehrweg-Stangenmagazin 16.
- 7 zeigt eine Seitenansicht der Spulen-Vereinzelungs-, Ausrichtungs- und Bereitstellungs-Vorrichtung, bei der die in der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit befindliche Spule feinausgerichtet worden und bereit für die Abholung, z. B. durch einen Greifer ist, der diese Spule dem nachfolgenden Einbauprozess zuführt.
- 8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Spule aus 1 schräg von oben.
- 9 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit mit in der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition befindlicher vorderster Spule, ohne darüber befindlichen Gegenhalter.
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1a zeigt anhand ihrer 1a(a) eine Vordersicht einer Spule 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; anhand ihrer 1a(b) eine Seitenansicht der Spule 2; und anhand ihrer 1a(c) eine Draufsicht auf die Spule 2.
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Die Spule 2 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Spulenkörper 4, eine im Wesentlichen zylindrische Mittenöffnung 6 (1a(c)), zwei an dem vorderen Bereich der Oberseite des Spulenkörpers 4 ansetzende Anschlusskontakte 8 und zwei Vor-Ausrichtungsvorsprünge 10, die ebenfalls an der Oberseite des Spulenkörpers 4 ansetzen und nach oben aus dem Spulenkörper 4 herausstehen.
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Diese Vor-Ausrichtungsvorsprünge 10 sind einander gegenüberliegend an dem linken und rechten oberen Bereich der Oberseite des Spulenkörpers 4 angeordnet, sodass die beiden Anschlusskontakte 8 dazwischen angeordnet sind.
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Die beiden Anschlusskontakte 8 sind als Einpress-Anschlusskontakte ausgebildet, sie erstrecken sich von der Oberseite des Spulenkörpers 4 in Axialrichtung nach oben und weisen dann ein nach außen, wie in den 1a(b) und 1a(c) ersichtlich nach vorne über den im Wesentlichen zylindrischen Spulenkörper 4 nach außen stehendes Zwischenstück 9 auf. An dem vorderen Ende des nach außen stehenden Zwischenstücks 9 schließen sich in axialer Richtung nach oben erstreckende Endabschnitte der Anschlusskontakte 8 an, mit jeweils einer verbreiterten Kontaktfläche, siehe 1a(a). Die Kontaktierung der Spule 2 erfolgt üblicherweise über diese verbreiterten Kontaktflächen der Anschlusskontakte 8.
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Die Spule 2 kann des Weiteren einen Kunststoffträger aufweisen, insbesondere können die Windungen der Spule auch in einen Kunststoff, z. B. in ein Epoxidharz eingegossen sein.
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Bei der in 1a gezeigten Spule 2 handelt es sich um ein Aktorelement für eine Magentventil. Diese Spule 2 wird dafür mit den verbreiterten Anschlussflächen der Anschlusskontakte 8 an entsprechenden Anschlussflächen einer Platine (nicht gezeigt) angelötet.
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1b zeigt anhand ihrer 1b(a) und 1b(b) zwei schematische Draufsichten auf eine Spulen-Vereinzelungs-, Ausrichtungs- und Bereitstellungvorrichtung 12 in einem Anfangszustand (1b(a)) und in einem Zustand, bei dem der Ausschieber 18 die Spulen 2 so weit aus dem Mehrweg-Stangenmagazin 16 herausgeschoben hat, dass die vorderste Spule 2 in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 angekommen ist (1b(b)).
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Die erfindungsgemäße Spulen-Vereinzelungs-, Ausrichtungs- und Bereitstellungvorrichtung 12 (nachfolgend der Kürze halber nur „erfindungsgemäße Vorrichtung“ genannt) umfasst eine Magazin-Bereitstellungseinheit 14, in der wenigstens ein Mehrweg-Stangenmagazin 16 mit einer Vielzahl von Spulen 2 aufgenommen ist, eine Pufferstrecke 20, eine Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 und einen Ausschieber 18.
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In der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 ist eine Schiene ausgebildet, auf der ein Mehrweg-Stangenmagazin 16 aufgelegt ist. Bei dem Mehrweg-Stangenmagazin 16 handelt es sich um ein Kunststoffrohr, in dem eine Vielzahl von Spulen 2 nicht oder nur grob vorausgerichtet hintereinander angeordnet sind.
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Zum Transport verfügt das Mehrweg-Stangenmagazin 16 über Verschlüsse an beiden Enden, die vor oder bei Einbringen desselben in die Magazin-Bereitstellungseinheit 14 entfernt werden.
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Vor der Magazin-Bereitstellungseinheit 14 und vor dem in dieselbe eingebrachten Mehrweg-Stangenmagazin 16 ist die Pufferstrecke 20 angeordnet. Vor der Pufferstrecke 20 ist die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 angeordnet.
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Hinter der Magazin-Bereitstellungseinheit 14, insbesondere hinter dessen Schiene, auf der das Mehrweg-Stangenmagazin 16 aufgelegt ist, ist ein Ausschieber 18 angeordnet. Dieser kann so bewegt werden, dass er in das hintere Ende des Mehrweg-Stangenmagazins 16 eindringt und die Spulen 2 aus diesem heraus und auf die Pufferstrecke 20 schieben, sodass die vorderste Spule 2 in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 ankommt, wie dies nachfolgend noch näher erläutert wird.
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2 zeigt anhand ihrer 2(a) eine Draufsicht und anhand ihrer 2(b) eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung 12, jeweils in einer Position, in welche der Ausschieber die Spulen 2 so weit aus dem Mehrweg-Stangenmagazin 16 herausgeschoben hat, dass die vorderste Spule am vordersten Ende der Pufferstrecke 20 angekommen ist.
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Dabei ist gut zu erkennen, dass die Spulen 2 auf der Pufferstrecke 20 so grob vorausgerichtet sind, dass ihre Anschlusskontakte 8 nach links also in 2(b) zum Betrachter hin weisen und dass ihre Vor-Ausrichtungsvorsprünge 10, wenigstens die Vor-Ausrichtungsvorsprünge 10 der vordersten Spulen 2 auf der Pufferstrecke 20 an einer Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene 24 anliegen.
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Die Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene 24 ist auf einer Höhe oberhalb der Förderfläche der Pufferstrecke 20 angeordnet, die wenigstens der Höhe des zylindrischen Spulenkörpers 4 entspricht, sodass die Spulen 2 bei einer Vorwärtsbewegung mit ihren Vor-Ausrichtungsvorsprüngen 10 seitlich in Kontakt mit der Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene 24 kommen, an dieser entlang gleiten und so vorausgerichtet werden.
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In den 2(a) und (b) nicht zu erkennen ist, dass die Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene 24 hierfür eine zu den Vor-Ausrichtungsvorsprüngen 10 der Spulen 2 hin gerichtete Seitenwand mit schrägen Verlauf bzw. eine schräge Seitenwand aufweist. Die Schrägung ist dabei so gerichtet, dass sie von hinten nach vorne gesehen, leicht in Richtung linke Seite der Pufferstrecke 20 hin verläuft.
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Die vor dem vorderen Ende der Pufferstrecke 20 angeordnete Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 umfasst einen Block mit einem Endanschlag 32 an dessen vorderer Seite, in Verlängerung der Spulen 2 auf der Pufferstrecke, und eine Endausrichtungsschiene 34, der wie in 2(b) durch einen Pfeil dargestellt nach links und nach rechts verfahren werden kann.
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Die Endausrichtungsschiene 34 ist in Verlängerung der Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene 24 auf Höhe der Vor-Ausrichtungsvorsprünge 10 der Spulen 2 angeordnet, und zwar in einer Position oberhalb der Basisfläche der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 angeordnet, die wenigstens der Höhe des Spulenkörpers 4 entspricht. Der vordere Endanschlag 32 hingegen ist über einen Großteil der Höhe auch über den Bereich, der von dem Spulenkörper 4 eingenommen wird, angeordnet und kann eine gekrümmte Vorderseite aufweisen.
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Die Höhe der Unterseite der Schiene der Magazin-Bereitstellungseinheit 14 bzw. der inneren Abstützfläche des Mehrweg-Stangenmagazins 16, der Förderfläche auf der Pufferstrecke 20 und der Basisfläche in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 liegen im Wesentlichen in einer Ebene.
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Die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 umfasst des Weiteren einen Zentrierungsdom 36, der von unten in die Mittenöffnung 6 der Spule 2 bewegt bzw. in diese eingefahren werden kann, wenn sich die Spule 2 in der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 befindet.
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Des Weiteren verfügt die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 über eine Kontaktkulisse 38, die von unten zu den Anschlusskontakten 8 der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 angeordneten Spule 2 hin bewegt werden kann. Diese Kontaktkulisse 38 hat eine den Anschlusskontakten 8 der Spule 2 korrespondierende Aufnahmeform, zum Aufnehmen und Bringen der Anschlusskontakte 8 in die gewünschte Position.
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Des Weiteren verfügt die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 über einen Gegenhalter 28, der oberhalb der Anschlusskontakte 8 angeordnet und zwischen einer nicht aktiven Position oberhalb der Pufferstrecke 20, wie dies in den 2(a) und (b) gezeigt ist, und einer in 4 gezeigten Gegenhalteposition bewegt bzw. verfahren werden kann, die oberhalb der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition der vordersten Spule 2 in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 liegt. In dieser Position gewährleistet der Gegenhalter 28, dass die Anschlusskontakte 8 der Spule 2 durch die Kontaktkulisse 38 nicht zu weit angehoben werden und die Spule 2 somit nicht zu weit angehoben oder verkippt wird, sondern dass diese Anschlusskontakte 8 in der korrespondierenden Aufnahmeform der Kontaktkulisse 38 aufgenommen werden.
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In 2(b) ist zudem noch ein Stopperelement 26 gezeigt, dass sich in 2(b) in seiner abgesenkten Position befindet. Dieses Stopperelement 26 ist am vorderen Ende der Pufferstrecke 20 angeordnet und kann von der abgesenkten Position gemäß 2(b) in die angehobene Stopperposition gemäß 4 angehoben werden.
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Der obere Endbereich des Stopperelements 26 ist in Form von seitlichen Dreiecks-Stopperkeile ausgebildet. Diese können in die angehobene Stopperposition vor die vorderste Spule 2 auf der Puffertrecke 20 bewegt werden, wie in 4 gezeigt, und eine Bewegung der Spulen 2 auf der Pufferstrecke 20 weiter nach vorne verhindern.
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Über eine Kulissenform, die mittels eines Kreises links von der stangenartigen Form des Stopperelements 26 dargestellt ist, kann das Stopperelement 26 bei einem Anheben zudem die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 ein Stück weit, insbesondere 2 - 5 mm, vorzugsweise etwa 3 - 4 mm nach vorne schieben und somit einen Abstand zwischen Pufferstrecke 20 und Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 schaffen.
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Schließlich umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung noch einen Schiebefinger 30 mit einer Hub-/Schiebeaktorik, der für die Magazinwechselzeit das nach Vorneschieben der Spulen 2 übernehmen kann. Hierfür ist die Pufferstrecke 20 wenigstens bereichsweise mit einem hier nicht gezeigten Längsschlitz versehen, durch den der Schiebefinger 30 von unten entweder hinter eine Spule bewegt oder in die Mittenöffnung 6 einer Spule 2 auf der Pufferstrecke 20 eingeführt werden kann. Nach erfolgtem Einführen kann der Schiebefinger 30 mit Hub-/Schiebeaktorik die Aufgabe des Ausschiebers 18 übernehmen und die Spulen 2 auf der Pufferstrecke 20 nach vorne in Richtung der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 zu bewegen.
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In 2 hat der hier nicht gezeigte Ausschieber 18 die Spulen 2 so weit auf die Pufferstrecke 20 geschoben, dass die vorderste Spule 2 am vordersten Ende der Pufferstrecke 20 angekommen ist. In der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 ist jedoch die vorderste Spule noch nicht angekommen, wie dies in den 2(a) und 2(b) gut zu erkennen ist.
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In 3 hat der nicht gezeigte Ausschieber 18 die Spulen 2 so weit nach vorne bewegt, dass die vorderste Spule 2 in der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition in der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 angekommen ist und insbesondere an den Endanschlag 32 angeschlagen ist. Durch das Entlanggleiten mit ihren Vor-Ausrichtungsvorsprüngen 10 an der Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene 24 und an der Endausrichtungsschiene 34 ist die Spule 2 schon recht gut vorausgerichtet worden.
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Der insbesondere durch einen Elektromotor betriebene Ausschieber 18 detektiert durch Ansteigen des Widerstands und/oder eine erhöhte Stromaufnahme, dass die vorderste Spule 2 in der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition angekommen ist und an den Endanschlag 32 angeschlagen hat, und stoppt somit den Vorschub.
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Das Stopperelement 26, das wie in der Draufsicht der 4(a) gut zu erkennen ist, an der Oberseite in Form von zwei dreieckigen Stopperkeilen ausgebildet ist, fährt nun nach oben vor die vorderste Spule 2 auf der Pufferstrecke 20, sodass die beiden Stopperkeile am linken und rechten Pufferstreckenende vor der vordersten Spule 2 auf der Pufferstrecke 20 angeordnet werden und diese sowie die dahinter angeordneten Spulen 2 an einer weiteren Bewegung nach vorne hindern.
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Gleichzeitig verfährt das Stopperelement 26 die gesamte Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 durch seine Kulissenform ein Stück weit nach vorne und trennt diese somit von der Pufferstrecke 20.
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Gemäß 4 ist nun der Gegenhalter 28 von der Position oberhalb der Pufferstrecke 20 in die Position oberhalb der in der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 angeordneten Spule 2 bewegt worden. Dafür kann an der Unterseite des Gegenhalters 28 eine entsprechende Polsterung für die Anschlusskontakte 8 vorgesehen sein.
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Des Weiteren ist der Block mit Endanschlag 32 und Endausrichtungsschiene 34 ein Stück weit nach rechts verfahren worden, um die Feinausrichtung zu ermöglichen. Dies ist in 4(a) mittels des Pfeils nach rechts dargestellt.
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Gemäß 5 ist nun der Zentrierungsdom 36 von unten in die Mittenöffnung 6 der Spule 2 bewegt bzw. eingefahren worden. Gleichzeitig oder kurz danach ist die Kontaktkulisse 38 von unten zu den über den zylindrischen Grundkörper 4 nach außen stehenden Bereichen der Anschlusskontakte 8 hin bewegt bzw. verfahren worden.
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An der Oberseite verfügt die Kontaktkulisse 38 über eine Aufnahmeform 44 (siehe 9) mit zwei an ihrer Ober- und Innenseite vorgesehenen Aufnahmeaussparungen, deren Form und Abstand voneinander der Form und dem Abstand der über den zylindrischen Spulenkörper 4 nach außen stehenden Bereiche der beiden Anschlusskontakte 8 der Spule entsprechen, wie dies nachfolgend mit Bezug auf 9 dargestellt ist.
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Die Aufnahmeaussparungen sind zudem nach oben hin verbreitert, insbesondere mit Fasen ausgebildet. In Zusammenwirkung mit dem Gegenhalter 28, der ein zu weites Verschieben der Anschlusskontakte 8 und der Spule 2 nach oben und ein Verkippen der Spule 8 verhindert, werden die Anschlusskontakte 8 so in den Aufnahmeaussparungen der Kontaktkulisse 38 aufgenommen bzw. gefangen und dadurch in Umfangsrichtung feinausgerichtet.
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Wie in 6 gut zu erkennen ist, ist links neben der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 eine Kamera 40 angeordnet, Diese nimmt den oberen Abschnitt der Anschlusskontakte 8, einschließlich des Zwischenstücks 9, das in der Kontaktkulisse 38 zu liegen kommt, und einschließlich der von dem vorderen Ende des Zwischenstücks 9 nach oben aus der Kontaktkulisse 38 stehenden Bereiche der Anschlusskontakte, einschließlich der verbreiterten Kontaktflächen 8 (siehe 1a(a) und 1a(b)), auf.
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Die Kamera 4 ist auf Höhe der nicht von der Kontaktkulisse 38 aufgenommenen oberen Enden der Anschlusskontakte 8 oder darüber angeordnet und ist so ausgerichtet, dass sie eine Bildaufnahme von den oberen Abschnitten der Anschlusskontakte 8 machen kann. Dafür ist die Kamera 40, wie in 6 gezeigt, linkerhand der Endausrichtungsschiene 34 angeordnet, mit Blickfeld von links auf die Anschlusskontakte 8.
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Anhand der Bildaufnahme kann insbesondere anhand einer Bildverarbeitung und eines Vergleichs mit einem oder mehreren Referenzbildern erkannt werden, ob die Anschlusskontakte vorhanden und unbeschädigt, insbesondere nicht gebrochen oder nur gering verbogen sind, oder ob sie fehlen oder eine zu starke Beschädigung aufweisen, insbesondere gebrochen oder stark verbogen sind.
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7 zeigt eine Seitenansicht der Spulen-Vereinzelungs-, Ausrichtungs- und Bereitstellungs-Vorrichtung 12, bei der die in der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition der Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 befindliche Spule 2 feinausgerichtet worden und bereit für die Abholung, z. B. durch einen Greifer ist, der diese Spule 2 dem nachfolgenden Einbauprozess zuführt.
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Gemäß 7 wird nun der Gegenhalter 28 von der Position oberhalb der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition zurück in die Position oberhalb der Pufferstrecke 20 verfahren. Der Block mit Endanschlag 32 und mit Endausrichtungsschiene 34 wird ein Stück weit nach vorne und nach rechts zur Seite hin verfahren.
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Mittels eines nicht gezeigten Greifers kann die Spule 2, falls die Bildaufnahme ein positives Ergebnis gebracht hat, entnommen und dem nachfolgenden automatisierten Einbauprozess zugeführt werden.
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Durch den Zentrierungsdom 36, die Kontaktkulisse 38 und den Gegenhalter 28 ist die Spule 2 nun präzise ausgerichtet für eine anschließende Entnahme, z. B. durch einen Greifer.
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Falls die Bildaufnahme zu einer Schlechtmeldung geführt hat, kann die Spule 2 entnommen und zu einem Ausschusscontainer befördert werden, hierfür kann auch ein Schieber mit einer Rutsche (nicht gezeigt) vorgesehen sein.
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Nach Entnahme der feinausgerichteten Spule 2 aus der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition wird der Block mit dem Endanschlag 32 und mit der Endausrichtungsschiene 34 zurück in die Anfangsposition verfahren. Das Stopperelement 26 wird ebenfalls nach unten verfahren, die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 wird dabei ebenfalls in die Anfangsstellung gemäß 2 zurückverfahren. Die sich nun ergebende Position entspricht der in 2 gezeigten Position.
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Nun kann der Ausschieber 18 die Spulen 2 so weit nach vorne befördern, bis die vorderste Spule 2 wieder an dem Endanschlag 32 anschlägt. Die Verfahrensschritte, die mit Bezug auf die 3 bis 7 gezeigt und beschrieben worden sind, werden nun für diese Spule 2 wiederholt.
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8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der Spule 2 aus 1 schräg von oben.
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Dabei ist zu erkennen, dass der Spulenkörper 4 über einen Kunststoffträger 42 verfügt, dass die seitlichen Vor-Ausrichtungsvorsprünge 10 als nach oben aus dem Spulenkörper 4 herausstehende laschenartige Vor-Ausrichtungsvorsprünge 10 insbesondere mit einem rechteckigen Rahmen ausgebildet sind.
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Des Weiteren ist zu erkennen, dass die Anschlusskontakte 8 als Einpress-Anschlusskontakte mit sich nach außen erstreckendem Zwischenstück 9 und mit sich von dessen äußeren Enden nach oben erstreckenden Anschlusskontakt-Enden mit definierter Geometrie ausgebildet sind.
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9 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit 22 mit in der Endausrichtungs- und Bereitstellungsposition befindlicher vorderster Spule 2, ohne darüber befindlichen Gegenhalter (dieser ist zur Verbesserung der Darstellung weggelassen).
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Dabei ist die Kontaktkulisse 38 mit ihrer Aufnahmeform 44 zu sehen, in der die Zwischenstücke 9 und die oberen Abschnitte der Anschlusskontakte 8, die nach außen über den Spulenkörper 4 herausstehen, aufgenommen sind.
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Des Weiteren ist zu sehen, dass der Zentrierungsdom 36 in die Mittenöffnung 6 der Spule 2 von unten geschoben worden ist und diese im Wesentlichen vollständig ausfüllt.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Spule
- 4
- zylindrischer Spulenkörper
- 6
- Mittenöffnung
- 8
- Anschlusskontakte
- 9
- nach außen gebogenes Zwischenstück
- 10
- Vor-Ausrichtungsvorsprünge
- 12
- Spulen-Vereinzelungs-, Ausrichtungs- und Bereitstellungs-Vorrichtung
- 14
- Magazin-Bereitstellungseinheit
- 16
- Mehrweg-Stangenmagazin
- 18
- Ausschieber
- 20
- Pufferstrecke
- 22
- Endausrichtungs- und Bereitstellungseinheit
- 24
- Vor-Ausrichtungs-Führungsschiene
- 26
- Stopperelement
- 28
- Gegenhalter
- 30
- Schiebefinger
- 32
- Endanschlag
- 34
- Endausrichtungsschiene
- 36
- Zentrierungsdom
- 38
- Kontaktkulisse
- 40
- Kamera
- 42
- Kunststoffträger
- 44
- Aufnahmeform
