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Die Erfindung betrifft eine Montagevorrichtung, welche das Auffädeln von Werkstücken auf einen dornförmigen, in typischer Anwendung vertikal ausgerichteten Grundkörper und das Absetzen der Werkstücke von diesem Grundkörper an einem anderen Ort ermöglicht. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Handling von ein- oder mehrteiligen Werkstücken mit scheibenförmiger oder hohlzylindrischer Grundform.
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Die
DD 252 170 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Greifen, Transportieren und Ablegen kreisringförmiger Teile, bei welchen es sich um Wälzlager-Käfighälften handeln kann. Die Teile, insbesondere Wälzlagerkomponenten, werden durch ein Greifsystem mit gefederten Hebeln erfasst, transportiert und auf eine Stapeleinrichtung abgelegt. Zum Greifen der Werkstücke sind im Fall der
DD 252 170 A1 drei Greifhebel vorgesehen, welche durch Druckfedern belastet sind.
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Aus der
DE 24 42 219 C3 ist eine Vorrichtung zum Zentrieren von Bauteilen bekannt. Diese Vorrichtung umfasst einen Dorn, welcher aus einzelnen, konzentrisch zueinander angeordneten Rohrelementen zusammengesetzt ist. Die Stirnflächen der einzelnen Rohrelemente sind kegelstumpfförmig ausgebildet.
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Die
DD 231 904 A1 beschreibt eine automatische Montagevorrichtung für Präzisionskleinstteile, bei welchen es sich um Zylinderlager für Präzisions-Kleinstmotoren handeln kann. Die Zylinderlager werden mittels zweier, voneinander unabhängiger Eindruckstößel in ihre vorgesehene Position gebracht, wobei die Eindruckstößel zugleich zum Positionieren von Polkörpern in Relation zu den Lagern genutzt werden.
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Eine mögliche Verwendung eines Abstapeldorns ist in der
DD 243 801 A1 im Zusammenhang mit einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Trennen zusammenhaftender ebener Bleche beschrieben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Handling von scheibenförmigen oder hohlzylindrischen Werkstücken gegenüber dem genannten Stand der Technik weiterzuentwickeln, wobei ein geringer apparativer Aufwand mit hoher Prozesssicherheit und Schonung der Werkstücke, insbesondere unter Bedingungen der Serienfertigung, kombiniert sein soll.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Montagevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ebenso wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Handling von Werkstücken gemäß Anspruch 9. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Handlingverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Montagevorrichtung, welche sich zur Einbindung in Fertigungsanlagen unterschiedlichsten Automatisierungsgrades eignet, und umgekehrt.
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Die Montagevorrichtung stellt einen Abstapeldorn dar und umfasst einen stabförmigen, mindestens einen Hohlraum aufweisenden Grundkörper, welcher auch als Dorn im engeren Sinne bezeichnet wird, und eine in dem Grundkörper in dessen Längsrichtung geführte Betätigungsstange, wobei zumindest einer der Hohlräume des Grundkörpers einen größeren Durchmesser als eine Führungsbohrung, in welcher die Betätigungsstange geführt ist, aufweist. Die Betätigungsstange ist mit einem eine Rampenform beschreibenden Schieber verbunden, welcher in dem Hohlraum angeordnet ist und mit mindestens zwei Bolzen, welche durch Längsverschiebung der Betätigungsstange in Querrichtung des stabförmigen Grundkörpers gegen Federkraft aus diesem heraus schiebbar sind, zusammenwirkt.
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Die Bolzen bilden im ausgefahrenen Zustand einen Anschlag für die auf dem Grundkörper aufzufädelnden Werkstücke. In vorteilhafter Ausgestaltung ist sowohl mit ausgefahrenen Bolzen als auch mit eingefahrenen Bolzen ein stabiler Zustand, das heißt ohne Betätigungskräfte nicht ändernder Zustand, der Montagevorrichtung gegeben.
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Im eingefahrenen Zustand der Bolzen, das heißt in der Entleerposition, kann die Montagevorrichtung auf einfachste Weise aus den aufgefädelten, das heißt übereinander gestapelten, Werkstücken herausgezogen werden. Da die Bolzen von der unteren Stirnseite des Grundkörpers beabstandet sind, kommt es hierbei typischerweise zu einem Absinken oder Herabfallen der Werkstücke. Dies gilt in nicht in Fällen, in denen der Werkstückstapel auf einer durchbrochenen Fläche abgelegt wird, die derart gestaltet ist, dass das unterste Werkstück bereits vor dem Einfahren der Bolzen in Kontakt mit der durchbrochenen Fläche gebracht werden kann. Prinzipiell können die Werkstücke auch bei schräg gestelltem Abstapeldorn von diesem entfernt werden.
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Gemäß einer möglichen Ausgestaltung weist der Grundkörper einen zweiten Hohlraum auf, welcher unterhalb des Hohlraums, in dem sich der Schieber befindet, angeordnet und zur unteren Stirnseite des Grundkörpers hin offen ist. Die Betätigungsstange kann in diesem Fall einen über den Schieber hinausragenden, in den zweiten Hohlraum einfahrbaren Verlängerungsabschnitt aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass der Verlängerungsabschnitt als unterer Betätigungsabschnitt des Schiebers ausgebildet werden kann, wobei die Betätigung insbesondere mittels eines ortsfest monierten Betätigungsbolzens möglich ist, auf welchem sich der Verlängerungsabschnitt abstützen kann.
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Die Betätigungsstange ist darüber hinaus in vorteilhafter Ausgestaltung mit einer aus dem Grundkörper herausragenden Dornspitze als oberem Betätigungsabschnitt verbunden. In dieser Ausgestaltung ist das Handlingverfahren folgendermaßen durchführbar:
- - Bereitstellung einer Trägerplatte, welche mit einem aus dieser nach oben herausragenden Montagebolzen verbunden ist, dessen Höhe geringer als die Höhe des zweiten Hohlraums und dessen Durchmesser geringer als der Durchmesser des zweiten Hohlraums ist,
- - Aufstecken der Montagevorrichtung auf den Bolzen, so dass der Verlängerungsabschnitt durch den Montagebolzen in Relation zum Dorn im engeren Sinne nach oben geschoben wird und damit die Bolzen durch den Schieber teilweise auf dem Grundkörper heraus gedrängt werden, was der Herstellung der Befüllposition der Montagevorrichtung entspricht,
- - Auffädeln der Werkstücke auf den Grundkörper, wobei die ausgefahrenen Bolzen einen Anschlag für die Werkstücke bilden,
- - Abheben der Montagevorrichtung samt Werkstücken von der Trägerplatte,
- - Aufsetzen der Montagevorrichtung auf eine ebene Fläche an einem beliebigen anderen Ort,
- - Betätigung der Dornspitze zum Einfahren der Bolzen und Absetzen der Werkstücke auf der ebenen Fläche.
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Anschließend kann die in der Entleerposition befindliche Montagevorrichtung aus dem Werkstückstapel herausgezogen werden. Die Anzahl der übereinander befindlichen Werkstücke unterliegt keinen theoretischen Beschränkungen. Prinzipiell kann die Montagevorrichtung bereits für die Handhabung eines einzigen Werkstücks verwendet werden. In typischen Anwendungsfällen werden einige gleichartige Werkstücke bis mehrere zehn Werkstücke, in Extremfällen auch einige hundert Werkstücke, auf dem Abstapeldorn abgelegt. Eine einheitliche Form der aufgefädelten Werkstücke ist keine Voraussetzung für die Nutzung des Abstapeldorns.
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Insbesondere können Wälzlager, beispielsweise Axialnadellager, als Werkstücke auf die Montagevorrichtung aufgefädelt sowie zu einem späteren Zeitpunkt mit Hilfe des Abstapeldorns in einem Verpackungsbehälter, durch welchen die genannte ebene Fläche bereitgestellt wird, abgelegt werden.
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Die sogenannte Dornspitze kann als Betätigungsknopf ausgebildet sein, welcher sich sowohl zu seiner oberen als auch zu seiner unteren Stirnseite hin verjüngt. Hierbei können konische und/oder im Querschnitt konkave Verjüngungen des Betätigungsknopfes zu seiner Ober- und Unterseite hin vorgesehen sein. Im eingefahrenen Zustand der Bolzen des Abstapeldorns kann eine flächige Auflage der Unterseite des Betätigungsknopfes auf der oberen Stirnfläche des Grundkörpers vorgesehen sein. In gleicher Weise wie der Betätigungsknopf kann auch der Grundkörper zu seiner Oberseite hin kegelstumpfförmig auslaufen. Darüber hinaus ist optional mindestens eine Griffnut in der Umfangsfläche des Grundkörpers ausgebildet.
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Die Anzahl der Bolzen, welche im Grundkörper geführt sind, unterliegt prinzipiell keiner Beschränkungen. Beispielsweise existieren zwei, drei oder vier Bolzen, die in symmetrischer Anordnung, das heißt in Winkelabständen von 180°, 120° beziehungsweise 90°, um die Mittelachse des Grundkörpers aus diesem ausfahrbar sind. Im eingefahrenen Zustand der Bolzen ragen diese in vorteilhafter Ausgestaltung nicht über die Außenumfangsfläche des Grundkörpers hinaus. Der Außendurchmesser des Grundkörpers ist auf den Innendurchmesser der aufzunehmenden, zu transportierenden und abzulegenden Teile abgestimmt. Der Schieber, welcher innerhalb des Grundkörpers in dessen Längsrichtung verlagerbar ist, weist beispielsweise eine konische, direkt mit den Bolzen zusammenwirkende Betätigungsfläche und eine an diese anschließende zylindrische, die Bolzen in ihrer ausgefahrenen Stellung haltende Sperrfläche auf. Um in jedem Zustand der Montagevorrichtung eine möglichst flächige Anlage der Bolzen an dem Schieber sicherzustellen, können an den Bolzen Fasen oder abgerundete Oberflächenabschnitte, die am Schieber anliegen, ausgebildet sein. Ebenso kann der Übergang zwischen der konischen oder in sonstiger Weise zur Längsachse des Abstapeldorns schräg gestellten Betätigungsfläche und der Sperrfläche abgerundet ausgeführt sein.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:
- 1 eine auf eine Trägerplatte aufgesetzte Montagevorrichtung mit ausgefahrenen Bolzen,
- 2 die Montagevorrichtung mit eingefahrenem Bolzen.
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Eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnete, als Abstapeldorn ausgebildete Montagevorrichtung weist einen stabförmigen Grundkörper 2 auf, dessen Mittelachse mit MA bezeichnet ist. In der Konstellation nach 1, welche als Befüllposition bezeichnet wird, befindet sich die Montagevorrichtung 1 auf einer Trägerplatte 3, auf welcher ein Montagebolzen 4 befestigt ist. In diesem Zustand ist ein Betätigungsknopf 5, welcher auch als Dornspitze bezeichnet wird, maximal nach oben aus dem Grundkörper 2 ausgefahren. Die 2 zeigt die Montagevorrichtung 1 dagegen in Entleerposition, mit auf dem Grundkörper 2 aufliegendem Betätigungsknopf 5. Die in diesem Zustand gegebene Höhe der Montagevorrichtung 1 ist mit H1 angegeben.
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Der Betätigungsknopf 5 ist fest verbunden mit einer Betätigungsstange 6, die in eine Führungsbohrung 7 des Grundkörpers 2 eintaucht. Der mit D7 angegebene Durchmesser der Führungsbohrung 7 ist etwas größer als der Durchmesser der Betätigungsstange 6.
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Die Betätigungsstange 6 reicht bis in einen Hohlraum 8 im unteren Drittel des Grundkörpers 2. In diesem Hohlraum 8 geht die Betätigungsstange 6 in einen Schieber 9 über, dessen Durchmesser D9 ein Mehrfaches des Durchmessers D7 beträgt, jedoch geringer als der mit D8 bezeichnete Durchmesser des Hohlraums 8 ist. Durch den Schieber 9 ist eine konische Betätigungsfläche 10, welche sich nach unten aufweitet, sowie eine hieran nach unten anschließende zylindrische Sperrfläche 11 gebildet.
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Unterhalb der Sperrfläche 11 setzt sich die Betätigungsstange 6 in Form eines Verlängerungsabschnittes 12 fort. Der Verlängerungsabschnitt 12 durchdringt eine mit der Führungsbohrung 7 fluchtende Öffnung 13 in einem Boden 14 des Hohlraums 8, so dass er in einen zweiten Hohlraum 15 des Grundkörpers 2 einfahrbar ist. In alternativer, nicht dargestellter Ausgestaltung entfällt der Boden 14, so dass die beiden Hohlräume 8, 15 zu einem einzigen Hohlraum vereint sind. Auch in einem solchen Fall ist die anhand der 1 und 2 beschriebene Funktionalität zweier Hohlräume 8, 15 in vollem Umfang gegeben.
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Der zweite Hohlraum 15 ist zur unteren Stirnseite des Grundkörpers 2 hin offen und weist im Ausführungsbeispiel einen Durchmesser D15 auf, der geringer als der Durchmesser D8 ist. Mit dem Durchmesser D9 stimmt der Durchmesser D15 im vorliegenden Fall überein. In jedem Fall ist der Durchmesser D15 des zweiten Hohlraums 15 größer als der mit D4 bezeichnete Durchmesser des Montagebolzens 4. Die Höhe des Montagebolzens 4 ist mit H4 angegeben und etwas geringer als die mit H15 angegebene Höhe des zweiten Hohlraums 15.
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Der Grundkörper 2 weist zwei seitliche Bohrungen 16, 17 auf, die sich von seiner Außenumfangsfläche bis in den ersten, oberen Hohlraum 8 erstrecken. In den Bohrungen 16, 17 sind Bolzen 18, 19 geführt, die in 1 im ausgefahrenen Zustand und in 2 im eingefahrenen Zustand zu sehen sind. Die Bolzen 18, 19 sind durch eine Zugfeder 20, welche lediglich in 1 angedeutet ist, mit einer Federkraft belastet, welche in Richtung des eingefahrenen Zustands der Bolzen 18, 19 wirkt. Die Zugfeder 20 ist in Nuten 21, 22 der Bolzen 18, 19 eingelegt.
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Um die Bolzen 18, 19 in ihre ausgefahrene Stellung, wie in 1 skizziert, zu bringen, ist der Schieber 9 nach oben zu verlagern. Dies kann auf zweierlei Arten geschehen. In der Konstellation nach 1 wurde der Schieber 9 durch den Verlängerungsabschnitt 12, welcher sich auf dem Bolzen 4 abstützt, in Relation zum Grundkörper 2 nach oben geschoben. Die Bolzen 18, 19 gleiten hierbei zunächst an der konischen Betätigungsfläche 10 entlang und werden anschließend durch die Sperrfläche 11 in ihrem gespreizten Zustand gehalten. Die Höhe der Unterkante der Bolzen 18, 19 ist mit H18 angegeben. An der Oberkante der Bolzen 18, 19 können nicht dargestellte Werkstücke, beispielsweise Axialnadellager, aufgelegt werden. Der ausgefahrene Zustand der Dornspitze 5 in der Konstellation nach 1 zeigt an, dass auch die Bolzen 18, 19 aus dem Grundkörper 2 ausgefahren sind. Um den Zustand nach 1 mit Hilfe der Trägerplatte 3 einschließlich des Montagebolzens 4 einzustellen, braucht die Dornspitze 5 nicht betätigt zu werden.
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Eine Betätigung der Dornspitze 5 ist, ausgehend vom Zustand nach 1, erst erforderlich, wenn der Zustand nach 2 eingestellt werden soll, das heißt die Bolzen 18, 19 eingefahren werden sollen. Zu diesem Zweck wird, wie in 2 durch einen auf den Betätigungsknopf 5 gerichteten Pfeil angedeutet ist, der Betätigungsknopf 5 in Richtung des Grundkörpers 2 eingedrückt. Der Betätigungsknopf 5 weist eine ebene obere Stirnfläche 23 und eine ebenfalls ebene untere Stirnfläche 24 auf. Im eingedrückten Zustand kontaktiert die untere Stirnfläche 24 eine obere Stirnfläche 25 des Grundkörpers 2. Im Vergleich zu einer mit 26 bezeichneten Äquatorlinie des Betätigungsknopfes 5 weisen die Stirnflächen 23, 24 einen relativ geringen Durchmesser auf. Im oberen Abschnitt des Betätigungsknopfes 5, ausgehend von der Äquatorlinie 26 bis zur oberen Stirnfläche 23, ist der Betätigungsknopf 5 im vorliegenden Fall als Kegelstumpf geformt. Unterhalb der Äquatorlinie 26 weist der Betätigungsknopf 5 dagegen im Querschnitt eine konkav gekrümmte Form auf.
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An die Stirnfläche 25 des Grundkörpers 2 schließt sich ein kegelstumpfförmiger Spitzenabschnitt 27 des Grundkörpers 2 an. Unterhalb des Spitzenabschnitts 27 ist eine im Querschnitt abgerundete, ringförmige umlaufende Griffnut 28 erkennbar.
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Ist der Betätigungsknopf 5 auf den Grundkörper 2 aufgesetzt, wie in 2 dargestellt, so befindet sich der Verlängerungsabschnitt 12 praktisch vollständig innerhalb des zweiten Hohlraums 15. Gleichzeitig liegen die Bolzen 18, 19 an der Betätigungsstange 6 an, wobei sie nicht mehr aus dem Grundkörper 2 herausragen. In diesem Zustand kann die Montagevorrichtung 1 nach oben aus dem Werkstückstapel herausgezogen werden. Ohne direkte Betätigung der Dornspitze 5 kann die Montagevorrichtung 1 anschließend erneut zum Auffädeln von Werkstücken benutzt werden, indem sie auf den Montagebolzen 4 aufgesetzt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Montagevorrichtung
- 2
- Grundkörper
- 3
- Trägerplatte
- 4
- Montagebolzen
- 5
- Betätigungsknopf, Dornspitze
- 6
- Betätigungsstange
- 7
- Führungsbohrung
- 8
- erster Hohlraum
- 9
- Schieber
- 10
- Betätigungsfläche
- 11
- Sperrfläche
- 12
- Verlängerungsabschnitt
- 13
- Öffnung
- 14
- Boden
- 15
- unterer Hohlraum
- 16
- Bohrung
- 17
- Bohrung
- 18
- Bolzen
- 19
- Bolzen
- 20
- Zugfeder
- 21
- Nut
- 22
- Nut
- 23
- Stirnfläche
- 24
- Stirnfläche
- 25
- Stirnfläche
- 26
- Äquatorlinie
- 27
- Spitzenabschnitt
- 28
- Griffnut
- D4
- Durchmesser des Montagebolzens
- D7
- Durchmesser der Führungsbohrung
- D8
- Durchmesser des oberen Hohlraums
- D9
- Durchmesser des Schiebers
- D15
- Durchmesser des unteren Hohlraums
- H1
- Höhe der Montagevorrichtung
- H4
- Höhe des Montagebolzens
- H15
- Höhe des unteren Hohlraums
- H18
- Höhe der Unterkante der Bolzen 18, 19
- MA
- Mittelachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DD 252170 A1 [0002]
- DE 2442219 C3 [0003]
- DD 231904 A1 [0004]
- DD 243801 A1 [0005]
