DE102018119089B4 - Zuführeinheit für Schweißbolzen mit Anschlusskupplung und Verfahren zum Verbinden/Trennen von Zuführeinheiten für Schweißbolzen - Google Patents

Abstract

Zuführeinheit (2) für Schweißbolzen mit einer Anschlusskupplung (1), die einen Anschluss-Stecker (3) und eine Anschluss-Buchse (4, 4') aufweist, die durch Einschieben des Anschluss-Steckers (3) in die Anschluss-Buchse (4, 4') reversibel von einem getrennten (5) in einen miteinander verbundenen Zustand (6) überführbar sind,wobei der Anschluss-Stecker (3) von einer um die Zylinderachse ZSausgebildeten zylindrischen Ausnehmung (7) durchdrungen ist und die Anschluss-Buchse (4, 4') von einer um die Zylinderachse ZBausgebildeten zylindrischen Ausnehmung (8) durchdrungen ist,wobei im verbundenen Zustand (6) die Achsen ZSund ZBentlang einer Fluchtachse ZFmiteinander fluchten, und die zylindrischen Ausnehmungen (7, 8) miteinander verbunden sind,wobei der Anschluss-Stecker (3) ein Steckelement (9) mit einer radialen Erweiterung (10) aufweist,wobei die Anschluss-Buchse (4, 4') eine Einschuböffnung (11) für das Steckelement (9), ein Sperrelement (12, 12') und ein Rastelement (13) aufweist,dadurch gekennzeichnet, dassdas Sperrelement (12, 12') derart ausgestaltet ist,- dass es sich im getrennten Zustand (5) in einer Sperrlage befindet, in der die zylindrische Ausnehmung (8) der Anschluss-Buchse (4, 4') für Schweißbolzen nicht durchgängig ist, und- dass es sich im verbundenen Zustand (6) in einer geöffneten Lage befindet, in der die zylindrische Ausnehmung (8) für Schweißbolzen durchgängig ist, die Einschuböffnung (11) derart ausgestaltet ist,- dass das Steckelement (9) aus einer Einschubrichtung (14) in die Anschluss-Buchse (4, 4') einschiebbar ist, in der die Achsen ZSund ZBnicht miteinander fluchten, und- dass Anschluss-Stecker (3) und Anschluss-Buchse (4, 4') nach dem Einschieben durch eine Einrastbewegung in den verbundenen Zustand (6) überführbar sind, wobei das Sperrelement (12, 12') durch die Einrastbewegung aus der Sperrlage in die geöffnete Lage überführbar ist, undwobei durch die Einrastbewegung das Rastelement (13) die radiale Erweiterung (10) hintergreift, um die Trennung von Anschluss-Stecker (3) und Anschluss-Buchse (4, 4') in entgegengesetzter Richtung entlang der Achse ZFzu verhindern.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zuführeinheit für Schweißbolzen mit einer Anschlusskupplung nach Patentanspruch 1, die ein Verbinden/Trennen der Zuführeinheit ermöglicht, ohne dass im getrennten Zustand Schweißbolzen austreten können. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren nach Patentanspruch 9 zum Verbinden/Trennen von Zuführeinheiten mittels der Anschlusskupplung.
• Es ist allgemein verbreitet, Kleinteile mittels Industrierobotern zu montieren. Beispielsweise werden in der Automobilproduktion Massebolzen oder Befestigungsbolzen mittels Bolzenschweißung an einem Fahrzeugrohbau montiert. Hierzu werden die Schweißbolzen aus einem Bolzensortierer mittels Druckluft über Zuführschläuche zu einer Bolzenschweißeinrichtung geführt. Die Bolzenschweißeinrichtung ist üblicherweise an einem Industrieroboter befestigt. Da der Industrieroboter im Raum frei beweglich agiert und der Bolzensortierer außerhalb des Bewegungsbereiches des Industrieroboters angeordnet ist, müssen die Bolzen über lange, bewegliche Zuführschläuche von dem Bolzensortierer zu der Bolzenschweißeinrichtung geführt werden. Zuführlängen von mehreren Metern sind keine Seltenheit. Dazu müssen die Zuführschläuche mit dem Bolzensortierer und der Bolzenschweißeinrichtung verbunden werden. Zudem sind oft mehrere Schläuche über sogenannte Anschlusskupplungen oder Zuführschlauchtrennstellen miteinander zu verbinden. Aufgrund der Beweglichkeit des Industrieroboters und des Drucklufttransports der Bolzen im Inneren der Zuführschläuche sind diese rissgefährdet.
• Im Falle einer Beschädigung eines Zuführschlauches muss dieser ausgetauscht werden. Um bei dem Trennen der Zuführschläuche voneinander oder Trennen eines Zuführschlauchs vom Bolzensortierer oder von der Bolzenschweißeinrichtung ein geschossartiges Austreten der Bolzen zu vermeiden, werden bisher Zuführschlauchtrennstellen verwendet, die durch elektrische Sicherheitsschalter abgefragt werden. Im gesteckten Zustand der Zuführschläuche an der Zuführschlauchtrennstelle können Bolzen gefördert werden, da dadurch die elektrischen Sicherheitsschalter geschlossen sind. Wird ein Zuführschlauch von der Trennstelle getrennt, wird der elektrische Sicherheitsschalter geöffnet. Dadurch wird die Zuführung der Bolzen elektrisch und/oder pneumatisch unterbrochen.
• Da ein Unterbrechungssystem mit elektrischen Sicherheitsschaltern in Zuführschlauchtrennstellen eine relativ komplizierte elektrische Schaltung voraussetzt, ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine vereinfachte Möglichkeit bereitzustellen, bei der das Austreten der Schweißbolzen mechanisch verhindert wird und die Trennung des Zuführschlauchs erleichtert werden kann.
• US 9,581,273 B2 betrifft eine Fluidarmatur, die ein Buchsenteil, ein in den Buchsenteil eingesetztes Kugelventil und einen Steckerteil umfasst, der konfiguriert ist, um an einem Spitzenabschnitt davon in das Kugelventil eingesetzt zu werden.
  Die DE 690 11 769 T2 betrifft eine Schnellkupplung vom Drehventiltyp zum Verbinden von zwei Druckmittelleitungen, die einerseits eine Kupplungseinheit mit einem Gehäuse und einem kugelförmigen Drehventilelement, das mit einer Muffe ausgebildet ist, und andererseits einen rohrförmigen Steckernippel (12) umfasst, der dazu eingerichtet ist, in der Buchse geführt aufgenommen zu werden.
• Die US 2002/062872 A1 betrifft eine Schnellkupplung vom Drehventiltyp zum Verbinden von zwei Druckmittelleitungen.
• Die US 3,309,495 A betrifft eine Vorrichtung zum Schweißen kleiner Schweißbolzen.
• Die DE 20 2010 007 220 U1 betrifft ein System zum Zuführen von Fügeelementen wie Bolzen zu einem Fügegerät wie einem Bolzenschweisskopf, mit einem Zuführschlauch, durch den hindurch Fügeelemente förderbar sind, und mit einer Schlauchkupplung zur Verbindung des Zuführschlauches.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Anschlusskupplung des Patentanspruchs 1 und des Verfahrens des Patentanspruchs 9 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
• Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine Zuführeinheit für Schweißbolzen mit einer Anschlusskupplung bereit, die einen Anschluss-Stecker und eine Anschluss-Buchse aufweist. Durch Einschieben des Anschluss-Steckers in die Anschluss-Buchse sind diese reversibel von einem getrennten in einen miteinander verbundenen Zustand überführbar. Dabei ist der Anschluss-Stecker von einer um die Zylinderachse Z_s ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung durchdrungen. Die Anschluss-Buchse ist ebenso von einer um die Zylinderachse Z_B ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung durchdrungen. Im verbundenen Zustand fluchten die Achsen Z_s und Z_B entlang einer Fluchtachse Z_F miteinander. Die zylindrischen Ausnehmungen sind dabei miteinander verbunden. Der Anschluss-Stecker weist ein Steckelement mit einer radialen Erweiterung auf. Die Anschluss-Buchse weist eine Einschuböffnung für das Steckelement, ein Sperrelement und ein Rastelement auf.
• Das Sperrelement ist derart ausgestaltet, dass es sich im getrennten Zustand in einer Sperrlage befindet, in der die zylindrische Ausnehmung der Anschluss-Buchse für Schweißbolzen nicht durchgängig ist. Weiterhin ist das Sperrelement derart ausgestaltet, dass es sich im verbundenen Zustand in einer geöffneten Lage befindet, in der die zylindrische Ausnehmung für Schweißbolzen durchgängig ist. Die Einschuböffnung ist derart ausgestaltet, dass das Steckelement aus einer Einschubrichtung in die Anschluss-Buchse einschiebbar ist, in der die Achsen Z_s und Z_B nicht miteinander fluchten. Weiterhin ist die Einschuböffnung derart ausgestaltet, dass Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse nach dem Einschieben durch eine Einrastbewegung in den verbundenen Zustand überführbar sind. Das Sperrelement ist durch die Einrastbewegung aus der Sperrlage in die geöffnete Lage überführbar. Weiterhin hintergreift durch die Einrastbewegung das Rastelement die radiale Erweiterung, um die Trennung von Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse in entgegengesetzter Richtung entlang der Achse Z_F zu verhindern.
• Zuführeinheiten für Schweißbolzen sind erfindungsgemäß Zuführschläuche, in denen Schweißbolzen vorzugsweise durch Druckluft transportiert werden können. Erfindungsgemäß sollen unter Zuführeinheiten aber auch der Bolzensortierer bzw. Bolzenförderer und die Schweißvorrichtung, beispielsweise ein Schweißkopf gesehen werden. Der Bolzensortierer beinhaltet dabei die Bolzen und transportiert über einen oder mehrere Zuführschläuche die Bolzen zu der Schweißvorrichtung. An den Verbindungsstellen Bolzensortierer/Zuführschlauch, Zuführschlauch/Zuführschlauch und Zuführschlauch/Schweißvorrichtung können erfindungsgemäße Anschlusskupplungen zum Verbinden dieser Zuführeinheiten verwendet werden. Es ist dabei bevorzugt, dass am Bolzensortierer eine Anschluss-Buchse der erfindungsgemäßen Anschlusskupplung und an der Schweißvorrichtung ein Anschluss-Stecker sitzt. Diese können über ein oder mehrere Zuführschläuche miteinander verbunden werden, die an einer Seite eine Anschluss-Buchse und an der anderen Seite einen Anschluss-Stecker der erfindungsgemäßen Anschlusskupplung aufweisen. Die Zuführschläuche weisen in der Regel einen Innenschlauch auf, der mit einem Schutzschlauch umgeben ist, d.h. sie sind vorzugsweise 2-teilig ausgestaltet. Im Innenschlauch werden die Bolzen transportiert, der Schutzschlauch dient als zusätzliche Sicherheit gegen den Austritt von Bolzen, wenn der Innenschlauch beschädigt ist.
• Unter dem Begriff „reversibel“ in Verbindung mit dem Einschieben des Anschluss-Steckers in die Anschluss-Buchse wird verstanden, dass Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse beliebig oft von dem getrennten in den verbundenen Zustand überführt werden können.
• Unter dem Ausdruck „von einer um die Zylinderachse Z_S /Z_B ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung durchdrungen“ wird verstanden, dass Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse derart ausgestaltet sind, dass die zylindrische Ausnehmung im verbundenen Zustand einen Durchgang der Schweißbolzen durch Anschluss-Stecker und/oder Anschluss-Buchse ermöglicht.
• Der Ausdruck „im verbundenen Zustand die Achsen Z_S und Z_B entlang einer Fluchtachse Z_F miteinander fluchten“ soll zum einen beinhalten, dass die entsprechenden Achsen im Zentrum der Erstreckungsrichtung der Zylinder liegen, und zum anderen, dass sie identisch sind.
• Unter dem Ausdruck „die zylindrischen Ausnehmungen miteinander verbunden sind“ soll verdeutlicht werden, dass die zylindrischen Ausnehmungen des Anschluss-Steckers und der Anschluss-Buchse im verbundenen Zustand derart aneinander angrenzen, dass ein Durchgang der Schweißbolzen durch die Anschlusskupplung ermöglicht ist.
• In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weisen der Anschluss-Stecker und die Anschluss-Buchse jeweils an einen Ende vorzugsweise ein Anschlusselement für die Zuführeinheiten für Schweißbolzen auf. Diese Anschlusselemente befinden sich vorzugsweise an den gegenüberliegenden Enden von der Einschuböffnung der Anschluss-Buchse und des Steckelements des Anschluss-Steckers. Diese Anschlusselemente sind vorzugsweise hohlzylindrisch ausgestaltet, sodass beispielsweise eine als Zuführschlauch ausgestaltete Zuführeinheit auf die Anschlusselemente auf- bzw. eingesteckt und anschließend mit einem Befestigungselement daran verbunden werden kann. Dabei ist es bevorzugt, dass der Innenschlauch des Zuführschlauchs in den Hohlraum des Anschlusselements eingesteckt und der Schutzschlauch außen auf den Hohlzylinder aufgesteckt wird.
• Da Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse in ihrem Inneren zylindrische Ausnehmungen zum Transport der Schweißbolzen aufweisen müssen, sind Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse vorzugsweise als die zylindrischen Ausnehmungen radial umlaufende Elemente ausgestaltet.
• In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Steckelement vorzugsweise ein Stecknippel, dessen radiale Erweiterung eine radiale Wulst ist, die eine umlaufende radiale Wulst oder eine radiale Wulst sein kann, die an einer oder mehreren Stellen unterbrochen ist. Der Durchmesser des Stecknippels ist vorzugsweise geringer als der Durchmesser des daran angrenzenden Teils des Anschluss-Steckers. Somit weist der Anschluss-Stecker an dem dem äußeren Ende des Stecknippels gegenüberliegenden Ende vorzugsweise einen Anschlag auf, der verhindern soll, dass der Anschluss-Stecker über den Stecknippel hinaus in die Einschuböffnung der Anschluss-Buchse eingeschoben wird.
• Die Einschuböffnung der Anschluss-Buchse ist erfindungsgemäß derart gestaltet, dass das Steckelement aus einer Einschubrichtung in die Anschluss-Buchse eingeschoben werden kann, in der die Achsen Z_S und Z_B nicht miteinander fluchten. Dies beinhaltet erfindungsgemäß mehrere Möglichkeiten, wie der Anschluss-Stecker mit der Anschluss-Buchse verbunden werden kann: In einer Ausgestaltung kann die Einschuböffnung derart gestaltet sein, dass das Steckelement aus einer Einschubrichtung in die Einschuböffnung einschiebbar ist, in der die Achsen Z_S und Z_B während des Einschiebens zueinander parallel ausgerichtet sind. Erfindungsgemäß ist jedoch die Ausgestaltung bevorzugt, dass die Einschuböffnung derart ausgestaltet ist, dass das Steckelement, das vorzugsweise einen Anschlag aufweist, aus einer Einschubrichtung in die Einschuböffnung einschiebbar ist, in der die Achsen Z_S und Z_B zueinander geneigt sind, d.h. nicht parallel zueinander verlaufen. Im zuerst genannten Fall findet die Einrastbewegung zur Überführung in den verbundenen Zustand in dem Moment statt, in dem die parallelen Achsen Z_S und Z_B in ihre fluchtende Lage übergehen. In der stärker bevorzugten Variante werden die zueinander geneigten Achsen Z_S und Z_B im Moment der Einrastbewegung in ihre fluchtende Lage überführt. In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Einschuböffnung so ausgestaltet ist, dass bei der Einrastbewegung die Achsen Z_S und Z_B in einem Winkel im Bereich von 30° bis 60° zueinander geneigt sind.
• Erfindungsgemäß ist das Sperrelement derart ausgestaltet, dass es sich zum einen im getrennten Zustand in einer Sperrlage befindet, in der die zylindrische Ausnehmung der Anschluss-Buchse für Schweißbolzen nicht durchgängig ist, und dass es sich zum anderen im verbundenen Zustand in einer geöffneten Lage befindet, in der die zylindrische Ausnehmung für Schweißbolzen durchgängig ist. Unter „durchgängig“ wird hierin verstanden, dass das Sperrelement die zylindrische Ausnehmung der Anschluss-Buchse nicht verschließt, sodass die zylindrische Ausnehmung derart gestaltet ist, dass Schweißbolzen von einem Ende zum anderen Ende durch die Anschluss-Buchse durchtreten können. Unter „nicht durchgängig“ wird hierin verstanden, dass das Sperrelement die zylindrische Ausnehmung derart verschließt, dass Schweißbolzen nicht von einem Ende zum anderen Ende durch die Anschluss-Buchse durchtreten können. Das Sperrelement befindet sich vorzugsweise an der Seite der Anschluss-Buchse, an der die Einschuböffnung für das Steckelement angeordnet ist. Dabei grenzt das Sperrelement vorzugsweise an die Einschuböffnung an. Vorzugsweise wird das Sperrelement teilweise von der die zylindrische Ausnehmung umgebenden Umwandung umschlossen.
• Das Sperrelement kann kugelförmig, zylinderförmig oder bolzenförmig ausgestaltet sein.
• Ist das Sperrelement kugelförmig oder zylinderförmig ausgestaltet, so weist die Kugel oder der Hohlzylinder vorzugsweise eine durchgängige Bohrung auf. Die durchgängige Bohrung hat vorzugsweise an einer Seite eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Steckelements des Anschluss-Steckers. Die Bohrung dient im verbundenen Zustand der erfindungsgemäßen Anschlusskupplung vorzugsweise als Durchgang für die Schweißbolzen. Im verbundenen Zustand der erfindungsgemäßen Anschlusskupplung fluchtet die Achse der Bohrung vorzugsweise mit der Fluchtachse Z_F , d.h. das Sperrelement befindet sich in Bezug auf die Bohrung in einer konzentrischen Lage zur Fluchtachse Z_F . Im getrennten Zustand der erfindungsgemäßen Anschlusskupplung ist die Achse der Bohrung vorzugsweise exzentrisch zu der Fluchtachse Z_F angeordnet, beispielsweise indem das kugelförmige oder zylinderförmige Sperrelement so verdreht ist, dass die Achse der Bohrung zu der Fluchtachse Z_F geneigt ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Einrastbewegung derart stattfindet, dass die zunächst zueinander geneigten Achsen Z_S und Z_B in ihre fluchtende Lage überführt werden, wie es weiter oben als eine mögliche Ausführungsform für die Einrastbewegung beschrieben ist. Wie weiter oben beschrieben, ist es insbesondere hier bevorzugt, dass die Einschuböffnung so ausgestaltet ist, dass bei der Einrastbewegung die Achsen Z_S und Z_B in einem Winkel im Bereich von 30° bis 60° zueinander geneigt sind. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass - insbesondere bei einem kugelförmigen Sperrelement - die zylindrische Ausnehmung zwar einen Durchtritt von Schweißbolzen verhindern kann, aber die zylindrische Ausnehmung nicht vollständig verschlossen wird. Dies hat den Vorteil, dass Druckluft weiter aus der Anschluss-Buchse entweichen kann. Auf diese Weise kann ein unerwünschter Druckaufbau in den Zuführeinheiten vermieden werden. Mit anderen Worten ist die Bohrung des Sperrelements so ausgestaltet, dass in der Sperrlage bei einem Neigungswinkel der Achse der Bohrung zu der Achse Z_B im Bereich von 30° bis 60° Druckluft aus der Einschuböffnung entweichen kann.
• Ist das Sperrelement bolzenförmig ausgestaltet, so befindet sich der Bolzen im getrennten Zustand der erfindungsgemäßen Anschlusskupplung in der zylinderförmigen Ausnehmung der Anschluss-Buchse. Im verbundenen Zustand der erfindungsgemäßen Anschlusskupplung versperrt der Bolzen die zylinderförmige Ausnehmung der Anschluss-Buchse vorzugsweise nicht. Der Bolzen wird vorzugsweise bei der Einrastbewegung derart weggedrückt, dass die zylinderförmige Ausnehmung von einem zum anderen Ende der Anschluss-Buchse reicht. Ist das Sperrelement bolzenförmig, so sind beide weiter oben genannten Varianten der Einrastbewegung erfindungsgemäß denkbar.
• Da der Übergang von getrenntem Zustand zu verbundenem Zustand von Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse reversibel ist, kann der Anschluss-Stecker wieder von der Anschluss-Buchse getrennt werden. Hierbei werden das für das Verbinden benötigte Einschieben des Anschluss-Steckers in die Anschluss-Buchse und die darauf folgende Einrastbewegung in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt, im Folgenden „Herausziehen“ und „Entrasten“ oder „Entrastbewegung“ genannt. Beim Übergang vom verbundenen Zustand zum getrennten Zustand wird also zunächst eine Entrastbewegung des Anschluss-Steckers durchgeführt, bei der die Achse Z_S aus der Fluchtachse Z_F gebracht wird. Das Sperrelement ist so ausgestaltet, dass es während der Entrastbewegung die Sperrlage einnimmt. Dadurch wird ein Austritt von Bolzen aus der Anschluss-Buchse verhindert.
• In einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Anschluss-Buchse ein Kraftelement auf, das so ausgestaltet ist, dass das Sperrelement beim Übergang vom verbundenen zum getrennten Zustand der erfindungsgemäßen Anschlusskupplung die Sperrlage einnimmt. Dies wird vorzugsweise durch die zuvor genannte Entrastbewegung bewirkt. Dabei ist das Kraftelement vorzugsweise derart ausgestaltet, dass das Sperrelement in der geöffneten Lage druckbelastet ist. Dadurch geht das Sperrelement beim Übergang vom verbundenen Zustand zum getrennten Zustand von der geöffneten Lage in die Sperrlage über. Beim Verbinden des Anschluss-Steckers mit der Anschluss-Buchse durch die Einrastbewegung muss eine Kraft aufgewandt werden, um das Sperrelement von der Sperrlage in die geöffnete Lage zu bringen. Diese aufzuwendende Kraft ist so groß, dass eine bedienende Person nicht in der Lage ist, mit bloßen Händen das Sperrelement von der Sperrlage in die geöffnete Lage zu bringen. Dadurch können Verletzungen durch herausschießende Schweißbolzen vermieden werden. Das Kraftelement kann ein elastisches Material, beispielsweise ein Gummi, oder eine Feder sein.
• Das Rastelement der Anschluss-Buchse ist vorzugsweise ein Element, das im verbundenen Zustand der erfindungsgemäßen Anschlusskupplung die radiale Erweiterung hintergreift. Das Rastelement kann als teilringförmiges Element ausgebildet sein, dessen gedachter Kreismittelpunkt um die Achse Z_B verläuft. Es befindet sich vorzugsweise an dem Ende der Anschluss-Buchse, an der die Einschuböffnung angeordnet ist, vorzugsweise so, dass die Ringform dieses Elements durch die Einschuböffnung unterbrochen ist. Am äußersten Ende weist das Rastelement vorzugsweise eine Verdickung auf, die radial und in Richtung des gedachten Kreismittelpunkts verläuft. Auf diese Weise kann diese Verdickung die radiale Erweiterung des Steckelements hintergreifen, um die Trennung von Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse in entgegengesetzter Richtung entlang der Achse Z_F zu verhindern.
• Der Anschluss-Stecker kann weiterhin ein Schiebeelement aufweisen, das derart ausgestaltet ist, dass erst durch Bewegen des Schiebeelements das Steckelement in die Einschuböffnung eingeführt werden kann. Weiterhin ist das Schiebeelement vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es aus einer Abdecklage in eine geöffnete Lage bewegt werden kann. In der Abdecklage verhindert das Schiebeelement, dass die Entrastbewegung durchgeführt werden kann. Dazu muss es erst aus der Abdecklage in die geöffnete Lage gebracht werden. In anderen Worten ist das Schiebeelement derart ausgestaltet, dass die Entrastbewegung erst durchgeführt werden kann, wenn das Schiebeelement bewegt wurde, beispielsweise aus der Abdecklage in die geöffnete Lage. Das Schiebeelement ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass es den Anschluss-Stecker ringförmig umgibt. Um es aus der Abdecklage in die geöffnete Lage zu bewegen, wird es vorzugsweise entlang der Achse Z_S bewegt. Das Schiebeelement ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass eine Kraft aufgebracht werden muss, um es aus der Abdecklage in die geöffnete Lage zu bewegen. Hierfür können beispielsweise Federn verwendet werden, die vorzugsweise entsprechend zwischen Schiebeelement und dem die zylindrische Ausnehmung des Anschluss-Steckers begrenzenden Teil angeordnet sind.
• Die erfindungsgemäße Anschlusskupplung wird vorzugsweise zum Verbinden von Zuführeinheiten für Schweißbolzen in einer Schweißanlage verwendet, die vorzugsweise einen Bolzensortierer, Zuführeinheiten und einen Schweißkopf aufweist.
• In einer weiteren Ausgestaltung betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Verbinden/Trennen von erfindungsgemäßen Zuführeinheiten für Schweißbolzen mittels der Anschlusskupplung. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte (a) und (b), oder (a') und (b'), oder (a), (b), (a') und (b'):
• (a) Einschieben des Steckelements des Anschluss-Steckers in die Einschuböffnung der Anschluss-Buchse;
• (b) Einrasten des Anschluss-Steckers in die Anschluss-Buchse, wobei das Sperrelement der Anschluss-Buchse aus der Sperrlage in die geöffnete Lage überführt wird und die radiale Erweiterung von dem Rastelement hintergriffen wird, um die Trennung von Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse in entgegengesetzter Richtung entlang der Achse Z_F zu verhindern;
• (a') Entrasten des Anschluss-Steckers aus der Anschluss-Buchse, wobei das Sperrelement der Anschluss-Buchse aus der geöffneten Lage in die Sperrlage überführt wird und das Rastelement von der radialen Erweiterung entfernt wird;
• (b') Herausziehen des Steckelements des Anschluss-Steckers aus der Einschuböffnung der Anschluss-Buchse.
• Alle die Anschlusskupplung der erfindungsgemäßen Zuführeinheit strukturell und funktionell definierenden Merkmale sind vorzugsweise auch Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• Die vorliegende Erfindung soll nun anhand der 1 bis 4 und 5A bis 5E erläutert werden, deren einzelne Merkmale jedoch - sofern sinnvoll - auch losgelöst von den darin beschriebenen Ausführungsformen erfindungsgemäß Anwendung finden können.
• 1: 1 zeigt eine erfindungsgemäß einsetzbare Anschlusskupplung im verbundenen Zustand, an der an beiden Enden Zuführschläuche als Zuführeinheiten angebracht sind.
• 2: 2 zeigt einen Anschluss-Stecker einer erfindungsgemäße einsetzbaren Anschlusskupplung.
• 3: 3 zeigt eine Anschluss-Buchse einer erfindungsgemäße einsetzbaren Anschlusskupplung.
• 4: 4 zeigt eine erfindungsgemäß einsetzbare Anschlusskupplung im verbundenen Zustand wie in 1, die zusätzlich ein Kraftelement für das Sperrelement aufweist.
• 5A bis 5E: 5A bis 5E zeigen unterschiedliche Positionen der Anschlusskupplung beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit denen die erfindungsgemäß einsetzbare Anschlusskupplung vom getrennten in den verbundenen Zustand gebracht werden kann.
• 1 zeigt schematisch eine Ansicht einer erfindungsgemäße einsetzbare Anschlusskupplung 1 im verbundenen Zustand, an der an beiden Enden Zuführschläuche als Zuführeinheiten 2 angebracht sind. Der Anschluss-Stecker 3 weist eine zylindrische Ausnehmung 7 auf, durch die Schweißbolzen hindurchtreten können. Ebenso weist die Anschluss-Buchse 4 im verbundenen Zustand eine zylindrische Ausnehmung 8 auf, durch die ebenso Schweißbolzen hindurchtreten können. Im verbundenen Zustand fluchten die Zylinderachsen Z_S und Z_B entlang der Fluchtachse Z_F . Der Anschluss-Stecker 3 weist ein als Stecknippel ausgebildetes Steckelement 9 auf, das eine radiale Erweiterung 10 besitzt. Die Anschluss-Buchse 4/4' weist an dem der Einschuböffnung 11 zugewandten Ende in ihrem Inneren ein kugelförmiges Sperrelement 12/12' mit einer Bohrung auf, die sich im verbundenen Zustand in einer konzentrischen Lage zur Fluchtachse Z_F befindet. Im getrennten Zustand befindet sich das Sperrelement 12' in der Sperrlage, in der die Bohrung exzentrisch angeordnet ist, sodass im getrennten Zustand die zylindrische Ausnehmung 8 der Anschluss-Buchse 4' verschlossen ist und keine Schweißbolzen austreten können. Damit das Steckelement 9 in die Anschluss-Buchse 4' eingeschoben werden kann, weist die Anschluss-Buchse 4' eine Einschuböffnung 11 auf, durch die das Steckelement 9 in eine Aufnahmeöffnung des Sperrelements 12 und 12' eingeschoben werden kann. Die Einschubrichtung 14 des Anschluss-Steckers 3 ist derart, dass die Achsen Z_B und Z_S nicht miteinander fluchten, in der in 1 gezeigten Ausführungsform sogar in einem geneigten Winkel zueinander stehen müssen. Nach dem Einschieben des Anschluss-Steckers 3 in die Anschluss-Buchse 4 bis zum Anschlag 16 (siehe 2) des Steckelements 9 werden Anschluss-Stecker 3 und Anschluss-Buchse 4 durch eine Einrastbewegung in den verbundenen Zustand gebracht, in dem die Achsen Z_S und Z_B miteinander fluchten. Durch die Einrastbewegung wird bewirkt, dass das Sperrelement 12' in Sperrlage zu einem Sperrelement 12 in geöffneter Lage wird. Weiterhin wird durch die Einrastbewegung bewirkt, dass das Rastelement 13 die radiale Erweiterung 10 des Steckelements 9 hintergreift, wodurch die Trennung von Anschluss-Stecker 3 und Anschluss-Buchse 4 in entgegengesetzter Richtung entlang der Achse Z_F verhindert wird. In 1 sind Zuführschläuche als Zuführeinheiten 2 angebracht, an deren der Anschlusskupplung gegenüberliegenden Enden sich jeweils wieder ein Anschluss-Stecker 3 und eine Anschluss-Buchse 4 befinden.
• 2 zeigt einen Anschluss-Stecker 3 im getrennten Zustand mit einem als Stecknippel ausgebildeten Steckelement 9, das eine radial umlaufende Wulst als radiale Erweiterung 10 aufweist. Die zylindrische Ausnehmung 7 gewährleistet, dass Schweißbolzen durch den Anschluss-Stecker 3 entlang der Achse Z_S durchführbar sind. Der Anschlag 16 verhindert, dass der Anschluss-Stecker 3 zu weit in die Einschuböffnung 11 der Anschluss-Buchse 4 und 4' eingeschoben wird. Der Anschluss-Stecker 3 in 2 weist ein Schiebeelement 15 auf, das entlang der Richtung der Achse Z_S verschiebbar ist. Das Schiebeelement 15 ist ringförmig um den Anschluss-Stecker 3 ausgebildet und kann aus einer Abdecklage in eine geöffnete Lage gebracht werden. In der Abdecklage wird das Steckelement 9 im Wesentlichen von dem Schiebeelement 15 umgeben. In der geöffneten Lage befindet sich das Schiebeelement 15 in einer Position, in der es das Steckelement 9 nicht umgibt. Das Schiebeelement 15 hat den Zweck, dass es die Einschuböffnung 11 im verbundenen Zustand von Anschluss-Stecker 3 und Anschluss-Buchse 4 abdeckt. Damit es in der Abdecklage gehalten wird, kann das Schiebeelement Federn aufweisen.
• 3 zeigt eine Anschluss-Buchse 4' im getrennten Zustand. Die Anschluss-Buchse 4' weist eine zylindrische Ausnehmung 8 auf, durch die im verbundenen Zustand Schweißbolzen entlang der Achse Z_B geführt werden können. Damit die Schweißbolzen im getrennten Zustand nicht aus der Anschluss-Buchse 4' austreten können, befindet sich das Sperrelement 12' in einer Sperrlage. Das Sperrelement 12' ist hier kugelförmig ausgebildet und weist eine Bohrung auf, deren Achse im getrennten Zustand nicht mit der Achse Z_B fluchtet. Die Bohrung hat einen Umfang, der es ermöglicht, dass Schweißbolzen im verbundenen Zustand durch das Sperrelement 12 hindurchtreten können. Das Sperrelement 12 und 12' ist derart beweglich, dass es von einer Sperrlage in eine geöffnete Lage gebracht werden kann. In der Sperrlage ist das Sperrelement 12' so angeordnet, dass die Achse der Bohrung in Richtung des Mittelpunkts der Einschuböffnung 11 zeigt. Der Anschluss-Stecker 3 kann aus der Einschubrichtung 14 in die Anschluss-Buchse 4' eingeschoben werden.
• 4 zeigt eine erfindungsgemäß einsetzbare Anschlusskupplung 1 im verbundenen Zustand wie in 1, die zusätzlich ein Kraftelement 17 für das Sperrelement 12/12' aufweist. Das Kraftelement 17 gewährleistet, dass beim Trennen von Anschluss-Stecker 3 und Anschluss-Buchse 4 das Sperrelement 12/12' in die Sperrlage gebracht wird, in der keine Schweißbolzen aus der Anschluss-Buchse 4' austreten können.
• Die 5A bis 5E zeigen die verschiedenen Schritte, die durchgeführt werden, wenn die Anschlusskupplung vom getrennten in den verbundenen Zustand gebracht wird. An den Anschluss-Stecker 3 wird ein Zuführschlauch als Zuführeinheit 2 angebracht, an dessen Ende sich eine Anschluss-Buchse 4 befindet. Der Anschluss-Stecker 3 ist mit einem Schiebeelement 15 abgedeckt. In 5A ist das Schiebeelement 15 in der Abdecklage, in der es das Steckelement 9 abdeckt. Damit das Steckelement 9 in die Einschuböffnung 11 der Anschluss-Buchse 4' eingeschoben werden kann, muss das Schiebeelement 15 aus der Abdecklage in die geöffnete Lage überführt werden, in der das Steckelement 9 von dem Schiebeelement 15 nicht mehr verdeckt ist. Letztere Position ist in 5B gezeigt. Mit dem Schiebeelement 15 in der geöffneten Lage kann das Steckelement 9 in die Einschuböffnung 11 eingeschoben werden. Dies erfolgt bis zum Anschlag 16 des Steckelements 9 aus einer Einschubrichtung 14, in der die Achsen Z_S und Z_B nicht miteinander fluchten. 5C zeigt den aus der Einschubrichtung 14 in die Einschuböffnung 11 der Anschluss-Buchse 4 eingeschobenen Anschluss-Stecker 3 vor der Einrastbewegung. 5D zeigt miteinander verbundene Anschluss-Stecker 3 und Anschluss-Buchse 4 nach der Einrastbewegung, in der die Achsen Z_S und Z_B miteinander fluchten. In 5D befindet sich das Schiebeelement 15 in der geöffneten Lage. 5E zeigt das Schiebeelement 15 nach Überführen von der geöffneten Lage in die Abdecklage.
• Bezugszeichenliste

1

Anschlusskupplung

2

Zuführeinheiten

3

Anschluss-Stecker

4

Anschluss-Buchse (in verbundenem Zustand)

4'

Anschluss-Buchse (in getrenntem Zustand)

5

getrennter Zustand von Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse

6

verbundener Zustand von Anschluss-Stecker und Anschluss-Buchse

7

zylindrische Ausnehmung des Anschluss-Steckers

8

zylindrische Ausnehmung der Anschluss-Buchse

9

Steckelement

10

radiale Erweiterung des Steckelements

11

Einschuböffnung

12

Sperrelement (in geöffneter Lage)

12'

Sperrelement (in Sperrlage)

13

Rastelement

14

Einschubrichtung

15

Schiebeelement

16

Anschlag

17

Kraftelement

Z_S

Zylinderachse der zylindrischen Ausnehmung des Anschluss-Steckers

Z_B

Zylinderachse der zylindrischen Ausnehmung der Anschluss-Buchse

Z_F

Fluchtachse

Claims (9)

1. Zuführeinheit (2) für Schweißbolzen mit einer Anschlusskupplung (1), die einen Anschluss-Stecker (3) und eine Anschluss-Buchse (4, 4') aufweist, die durch Einschieben des Anschluss-Steckers (3) in die Anschluss-Buchse (4, 4') reversibel von einem getrennten (5) in einen miteinander verbundenen Zustand (6) überführbar sind, wobei der Anschluss-Stecker (3) von einer um die Zylinderachse Z_S ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung (7) durchdrungen ist und die Anschluss-Buchse (4, 4') von einer um die Zylinderachse Z_B ausgebildeten zylindrischen Ausnehmung (8) durchdrungen ist, wobei im verbundenen Zustand (6) die Achsen Z_S und Z_B entlang einer Fluchtachse Z_F miteinander fluchten, und die zylindrischen Ausnehmungen (7, 8) miteinander verbunden sind, wobei der Anschluss-Stecker (3) ein Steckelement (9) mit einer radialen Erweiterung (10) aufweist, wobei die Anschluss-Buchse (4, 4') eine Einschuböffnung (11) für das Steckelement (9), ein Sperrelement (12, 12') und ein Rastelement (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (12, 12') derart ausgestaltet ist, - dass es sich im getrennten Zustand (5) in einer Sperrlage befindet, in der die zylindrische Ausnehmung (8) der Anschluss-Buchse (4, 4') für Schweißbolzen nicht durchgängig ist, und - dass es sich im verbundenen Zustand (6) in einer geöffneten Lage befindet, in der die zylindrische Ausnehmung (8) für Schweißbolzen durchgängig ist, die Einschuböffnung (11) derart ausgestaltet ist, - dass das Steckelement (9) aus einer Einschubrichtung (14) in die Anschluss-Buchse (4, 4') einschiebbar ist, in der die Achsen Z_S und Z_B nicht miteinander fluchten, und - dass Anschluss-Stecker (3) und Anschluss-Buchse (4, 4') nach dem Einschieben durch eine Einrastbewegung in den verbundenen Zustand (6) überführbar sind, wobei das Sperrelement (12, 12') durch die Einrastbewegung aus der Sperrlage in die geöffnete Lage überführbar ist, und wobei durch die Einrastbewegung das Rastelement (13) die radiale Erweiterung (10) hintergreift, um die Trennung von Anschluss-Stecker (3) und Anschluss-Buchse (4, 4') in entgegengesetzter Richtung entlang der Achse Z_F zu verhindern.
2. Zuführeinheit (2) nach Anspruch 1, wobei Anschluss-Stecker (3) und Anschluss-Buchse (4) jeweils ein Anschlusselement zum Anschließen für eine Zuführeinheit für Schweißbolzen aufweisen.
3. Zuführeinheit (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steckelement (9) die Form eines Stecknippels aufweist, dessen radiale Erweiterung (10) die Form einer radialen Wulst hat.
4. Zuführeinheit (2) nach Anspruch 3, wobei der Durchmesser des Stecknippels geringer als der Durchmesser des angrenzenden Teils des Anschluss-Steckers (3) ist, so dass der Anschluss-Stecker (3) einen Anschlag aufweist, bis zu dem der Stecknippel in die Anschluss-Buchse (4) einführbar ist.
5. Zuführeinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einschuböffnung (11) derart ausgestaltet ist, dass das Steckelement (9) aus einer Einschubrichtung (14) in die Einschuböffnung (11) einschiebbar ist, in der die Achsen Z_S und Z_B zueinander geneigt sind.
6. Zuführeinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Sperrelement (12, 12') kugelförmig, zylinderförmig oder bolzenförmig ist.
7. Zuführeinheit (2) nach Anspruch 6, wobei das Sperrelement (12, 12') kugelförmig oder zylinderförmig ist und eine durchgängige Bohrung mit einer Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Steckelements (9) aufweist.
8. Zuführeinheit (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Anschluss-Buchse (4) ein Kraftelement (17) aufweist, das so ausgestaltet ist, dass das Sperrelement (12, 12') beim Übergang vom verbundenen zum getrennten Zustand die Sperrlage einnimmt.
9. Verfahren zum Verbinden/Trennen von Zuführeinheiten (2) für Schweißbolzen mittels einer Anschlusskupplung (1) nach einem der vorherstehenden Ansprüche 1 bis 8, das die folgenden Schritte (a) und (b), oder (a') und (b'), oder (a), (b), (a') und (b') umfasst: (a) Einschieben des Steckelements (9) des Anschluss-Steckers (3) in die Einschuböffnung (11) der Anschluss-Buchse (4, 4'); (b) Einrasten des Anschluss-Steckers (3) in der Anschluss-Buchse (4, 4'), wobei das Sperrelement (12, 12') der Anschluss-Buchse (4, 4') aus der Sperrlage in die geöffnete Lage überführt wird und die radiale Erweiterung (10) von dem Rastelement (13) hintergriffen wird, um die Trennung von Anschluss-Stecker (3) und Anschluss-Buchse (4, 4') in entgegengesetzter Richtung entlang der Achse Z_F zu verhindern; (a') Entrasten des Anschluss-Steckers (3) aus der Anschluss-Buchse (4, 4'), wobei das Sperrelement (12, 12') der Anschluss-Buchse (4, 4') aus der geöffneten Lage in die Sperrlage überführt wird und das Rastelement (13) von der radialen Erweiterung (10) entfernt wird; (b') Herausziehen des Steckelements (9) des Anschluss-Steckers (3) aus der Einschuböffnung (11) der Anschluss-Buchse (4, 4').

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