DE102019109523A1

DE102019109523A1 - Kugelsichernde Schweissmutterklemme

Info

Publication number: DE102019109523A1
Application number: DE102019109523.9A
Authority: DE
Inventors: Dooil HWANG
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2019-04-10
Publication date: 2019-10-17
Also published as: US20190314958A1; US10723001B2; CN110385555A

Abstract

Eine mehrstufige Werkzeugstiftklemme, die Schweißmuttern unterschiedlicher Größe halten kann, beinhaltet ein Gehäuse mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer Vielzahl von Längsstufen, die sich zwischen dem proximalen und distalen Ende erstrecken. Ein Eintauchstift ist in dem Gehäuse integriert und beinhaltet eine Vielzahl von konischen Oberflächen, die konfiguriert sind, um mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung radial zu verschieben, die in mindestens einer der Vielzahl von Längsstufen des Gehäuses angeordnet ist. Ein Betätigungsmechanismus ist in Verbindung mit dem Eintauchstift konfiguriert, um den Eintauchstift in Richtung des distalen Endes des Gehäuses zu bewegen, um die mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung radial nach außen zum Halten der Schweißmutter zu verschieben, und ein Rückstellmechanismus in Verbindung mit dem Eintauchstift ist konfiguriert, um den Eintauchstift in Richtung des proximalen Endes des Gehäuses zu bewegen, um den Halt an der Schweißmutter zu lösen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Werkzeugstiftklemme und insbesondere auf eine kugel sichernde Schweißmutterklemme zur Sicherung von Schweißmuttern unterschiedlicher Größe.
HINTERGRUND
Ein Fertigungssystem arbeitet typischerweise mit Teilen, Unteranordnungen und/oder Anordnungen, die für Fertigungs- und Montagevorgänge präzise positioniert und sicher fixiert sein müssen. So muss zum Beispiel ein Blechteil, eine Unteranordnung oder eine Anordnung präzise positioniert und fixiert werden, um in der Karosseriefertigung eines Fahrzeugwerkes Montage-, Schweiß- und Prüfvorgänge durchzuführen.
Hierfür werden normalerweise Spannvorrichtungen verwendet. Spannvorrichtungen beinhalten üblicherweise eine Vielzahl von festen Zapfen, die so konfiguriert sind, dass sie in eine Vielzahl von Aufnahmebohrungen im Teil passen, sowie eine oder mehrere Klammern, die für die Fixierung des Teils zuständig sind. Die Aufnahmebohrungen können unterschiedliche Größen und/oder Formen aufweisen. Spannvorrichtungen sind im Allgemeinen nur für Teile bestimmter Größe und/oder Form verwendbar und müssen zur Fixierung eines Teiles mit anderer Form oder Größe modifiziert oder erneut gebaut werden.
Typischerweise werden in einer Fertigungsanlage mehrere Spannvorrichtungen für die große Vielzahl von Teilen sowie von Montage- und Fertigungsprozessen benötigt.
KURZDARSTELLUNG
Eine oder mehrere hierin beschriebene exemplarische Ausführungsformen stellen eine mehrstufige Werkzeugstiftklemme dar, die Schweißmuttern unterschiedlicher Größe halten kann.
Gemäß den Aspekten einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die mehrstufige Werkzeugstiftklemme ein Gehäuse mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer Vielzahl von Längsstufen, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende erstrecken, worin mindestens eine der Vielzahl von Längsstufen einen vorbestimmten Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als ein Innendurchmesser von mindestens einer Schweißmutter ist.
Ein weiterer Aspekt beinhaltet einen Eintauchstift, der innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und eine Vielzahl von konischen Oberflächen aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung radial verschieben, die in mindestens einer der Vielzahl von Längsstufen des Gehäuses angeordnet ist.
Und ein weiterer Aspekt beinhaltet einen Betätigungsmechanismus in Verbindung mit dem Eintauchstift, der so konfiguriert ist, dass er den Eintauchstift in Richtung des distalen Endes des Gehäuses bewegt, um die mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung radial nach außen über den Innendurchmesser der mindestens einen Schweißmutter hinaus zu verschieben, um die mindestens eine Schweißmutter auf der mindestens einen der Vielzahl von Längsstufen zu halten.
Und noch ein weiterer Aspekt beinhaltet einen Wiederherstellungsmechanismus in Verbindung mit dem Eintauchstift, der konfiguriert ist, um den Eintauchstift in Richtung des proximalen Endes des Gehäuses zu bewegen, sodass sich die mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung radial nach innen zurückziehen kann, um den Halt an der mindestens einen Schweißmutter zu lösen, wenn sich der Betätigungsmechanismus zurückzieht.
Weitere Aspekte gemäß der exemplarischen Ausführungsform sind enthalten, worin mindestens eine der Vielzahl von Längsstufen einen vorbestimmten Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als eine M8-Schweißmutter ist, und worin mindestens eine der Vielzahl von Längsstufen einen vorbestimmten Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als eine M6-Schweißmutter ist.
Und ein weiterer Aspekt ist vorgesehen, worin die mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung mit drei Verriegelungskugeln im Abstand von 120 Grad in den mindestens einen der Vielzahl von Längsstufen angeordnet.
Noch weitere Aspekte sind vorgesehen, worin der Betätigungsmechanismus ein elektromagnetisches Stellglied ist oder worin der Betätigungsmechanismus ein pneumatisches Stellglied ist.
Und noch ein weiterer Aspekt ist vorgesehen, worin der Rückstellmechanismus eine zusammengedrückte Feder ist.
Die vorstehend genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der gegenwärtigen Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bestmöglichen praktischen Umsetzung der dargestellten Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen hervor.
Figurenliste
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden in Verbindung mit den nachstehenden Zeichnungsfiguren beschrieben, worin gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und worin:

1A ist eine Darstellung des mehrstufigen Spannbolzengehäuses gemäß den Aspekten einer exemplarischen Ausführungsform;
Die 1B und 1C sind exemplarische Darstellungen unterschiedlicher Innendurchmesser von Schweißmuttern;
2 ist eine Darstellung eines Eintauchstiftes für die mehrstufige Werkzeugstiftklemme gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
3A ist eine Querschnittsdarstellung der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme in einem betätigten Zustand gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
3B ist eine Darstellung einer distalen Endansicht der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme von 3A in einem betätigten Zustand gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform;
4A ist eine Querschnittsdarstellung der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme in einem vorbetätigten oder lösbaren Zustand gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform; und
4B ist eine Darstellung einer distalen Endansicht der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme von 4A in dem vorbetätigten oder lösbaren Zustand gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die Zeichnungen, worin sich gleiche Referenznummern auf gleiche Komponenten in den Ansichten beziehen, ist 1A eine Darstellung des mehrstufigen Spannbolzengehäuses 12 für Werkzeuge gemäß den Aspekten einer exemplarischen Ausführungsform. Das Gehäuse 12 beinhaltet ein proximales Ende 14, ein distales Ende 16 und eine Vielzahl von Längsstufen (18A, 18B), die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende (14, 16) erstrecken, worin mindestens eine der Vielzahl von Längsstufen (18A, 18B) einen vorbestimmten Durchmesser (20A, 20B) aufweist, der geringfügig kleiner ist als ein Innendurchmesser (22A, 22B) von mindestens einer Schweißmutter (24A, 24B) in Bezug auf die 1B und IC. Obwohl die mehrstufige Werkzeugstiftklemme 10 als exemplarische Ausführungsform nur zwei Längsstufen darstellt, versteht es sich, dass zusätzliche Längsstufen an der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme 10 vorgesehen werden können, ohne den Umfang dieser Offenbarung zu überschreiten.
In einer Ausführungsform ist die mehrstufige Werkzeugstiftklemme 10 in mindestens zwei Längsstufen vorgesehen, worin mindestens eine Stufe einen vorbestimmten Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als eine M8-Schweißmutter ist, und worin mindestens eine Stufe einen vorbestimmten Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als eine M6-Schweißmutter ist. Das Gehäuse 12 kann aus einem geformten Material, einem thermoplastischen Kunststoff, einer Metalllegierung oder einem anderen für diesen Zweck geeigneten Material gebildet sein.
Unter Bezugnahme auf 2 und 3A ist nun eine Darstellung eines Eintauchstiftes 30 für die mehrstufige Werkzeugstiftklemme 10 gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform dargestellt. Der Eintauchstift 30 beinhaltet eine Vielzahl von konischen Oberflächen (32A, 32B), die so konfiguriert sind, dass sie mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung (40A, 40B) radial verschieben, die in mindestens einer der Vielzahl von Längsstufen (18A, 18B) des Gehäuses 12 angeordnet ist. Zusätzlich zum Gehäuse 12 kann der Eintauchstift 30 ebenfalls aus einem geformten Material, wie beispielsweise einem Thermoplast, einer Metalllegierung oder einem anderen für diesen Zweck geeigneten Material, gebildet sein. Es ist zu beachten, dass der Eintauchstift 30 in Form und Abmessung so beschaffen ist, dass er bei ausreichender physischer Einwirkung zwischen dem proximalen und dem distalen Ende (14, 16) im Gehäuse 12 leicht verschiebbar gleiten kann.
Unter Bezugnahme nun auf 3A und 3B sind Querschnittsdarstellungen der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme 10 in einem betätigten Zustand (3A) und einer distalen Endansicht (3B) der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme 10 im betätigten Zustand gemäß den Aspekten der exemplarischen Ausführungsform vorgesehen. Ein Betätigungsmechanismus 42 in Verbindung mit dem Eintauchstift 30 ist so konfiguriert, dass er den Eintauchstift 30 in Richtung des distalen Endes 16 des Gehäuses 12 bewegt, um eine Verschiebung der mindestens einen Verriegelungskugelringanordnung (40A, 40B) radial nach außen über den Innendurchmesser (22A, 22B) der mindestens einen Schweißmutter (24A, 24B) hinaus zu bewirken, um die mindestens eine Schweißmutter (24A, 24B) auf der mindestens einen der Vielzahl von Längsstufen (18A, 18B) zu halten. Der Betätigungsmechanismus 42 kann als elektromagnetisches, pneumatisches oder sonstiges Stellglied vorgesehen sein, das für den vorgesehenen Zweck zum Drücken des Eintauchstiftes 30 in Richtung des distalen Endes 16 des Gehäuses 12 geeignet ist.
Unter Bezugnahme auf 3B wird die mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung 40A durch den Eintauchstift 30 in den Expansionskanälen 43 in Richtung 41 über die Länge des Innendurchmessers 22A der mindestens einen Schweißmutter 24A hinaus radial nach außen gedrückt, sodass die mindestens eine Schweißmutter 24A an der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme 10 eingespannt oder gehalten wird.
Zusätzlich, unter Bezugnahme auf die 3A, 4A und 4B ist der Rückstellmechanismus 44 in Verbindung mit dem Eintauchstift 30 so konfiguriert, dass er den Eintauchstift 30 in Richtung des proximalen Endes 14 des Gehäuses 12 bewegt, um es der mindestens einen Verriegelungskugelringanordnung (40A, 40B) zu ermöglichen, sich radial nach innen in Richtung 45 zurückzuziehen, um den Halt an der mindestens einen Schweißmutter 24A freizugeben, wenn der Betätigungsmechanismus 42 freigegeben/zurückgezogen wird. Der Rückstellmechanismus 44 kann eine Feder sein, die beim Betätigen der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme 10 zusammengedrückt wird. Die in der zusammengedrückten Feder gespeicherte Energie ist ausreichend, um den Eintauchstift 30 wieder in den vorbetätigten/freigegebenen Zustand zu versetzen, sodass die mindestens eine Schweißmutter (24A, 24B) nicht mehr an der mehrstufigen Werkzeugstiftklemme 10 eingespannt oder gehalten wird.
Während die besten Arten zur Durchführung der zahlreichen Aspekte der vorliegenden Offenbarung im Detail geschildert wurden, werden diejenigen, die mit diesen Offenbarungen vertraut sind, verschiedene alternative Aspekte zur Durchführung der gegenwärtigen Offenbarungen erkennen, die innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten hinzugefügten Ansprüche liegen.

Claims

Mehrstufige Werkzeugklemme, die in der Lage ist, Schweißmuttern verschiedener Größen zu halten, umfassend: ein Gehäuse mit einem proximalen Ende, einem distalen Ende und einer Vielzahl von Längsstufen, die sich zwischen dem proximalen und dem distalen Ende erstrecken, worin mindestens eine der Vielzahl von Längsstufen einen vorbestimmten Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als ein Innendurchmesser von mindestens einer Schweißmutter ist; einen Eintauchstift, der innerhalb des Gehäuses mit einer Vielzahl von konischen Oberflächen angeordnet ist, die konfiguriert sind, um mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung, die in mindestens einer der Vielzahl von Längsstufen des Gehäuses angeordnet ist, radial zu verschieben; einen Betätigungsmechanismus in Verbindung mit dem Eintauchstift, der konfiguriert ist, um den Eintauchstift in Richtung des distalen Endes des Gehäuses zu bewegen, um die mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung radial nach außen über den Innendurchmesser der mindestens einen Schweißmutter hinaus zu verschieben, um die mindestens eine Schweißmutter in der mindestens einen der Vielzahl von Längsstufen zu halten; und einen Rückstellmechanismus in Verbindung mit dem Eintauchstift, der konfiguriert ist, um den Eintauchstift in Richtung des proximalen Endes des Gehäuses zu bewegen, damit sich die mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung radial nach innen zurückziehen kann, um den Halt an der mindestens einen Schweißmutter freizugeben, wenn sich der Betätigungsmechanismus zurückzieht.
Werkzeugstiftklemme nach Anspruch 1, worin mindestens einer der Vielzahl von Längsstufen einen vorbestimmten Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als eine M8-Schweißmutter ist.
Werkzeugstiftklemme nach Anspruch 1, worin mindestens einer der Vielzahl von Längsstufen einen vorbestimmten Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner als eine M6-Schweißmutter ist.
Werkzeugstiftklemme nach Anspruch 1, worin die mindestens eine Verriegelungskugelringanordnung drei Verriegelungskugeln umfasst, die in der mindestens einen der Vielzahl von Längsstufen um 120 Grad versetzt angeordnet sind.
Werkzeugstiftklemme nach Anspruch 1, worin der Betätigungsmechanismus ein elektromagnetisches Stellglied ist.
Werkzeugstiftklemme nach Anspruch 1, worin der Betätigungsmechanismus ein pneumatisches Stellglied ist.
Werkzeugstiftklemme nach Anspruch 1, worin der Rückstellmechanismus eine Feder ist.