DE10208865A1

DE10208865A1 - Werkzeug zum Bereitstellen von Blindnietmuttern sowie Vorrichtung zum Einbringen von Blindnietmuttern in Werkstücke mit einem solchen Bereitstellungswerkzeug

Info

Publication number: DE10208865A1
Application number: DE2002108865
Authority: DE
Inventors: Heiko Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2003-09-11
Anticipated expiration: 2022-03-02
Also published as: DE10208865B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Werkzeug zum Bereitstellen von Blindnietmuttern sowie Vorrichtung zum Einbringen von Blindnietmuttern in Werkstücke mit einem solchen Bereitstellungswerkzeug.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Bereitstellen von Blindnietmuttern gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 sowie auf eine Vorrichtung zum Einbringen von Blindnietmuttern in Werkstücke gemäß Oberbegriff Patentanspruch 14.
Blindnietmuttern sind bekannt und werden insbesondere dort in Werkstücken verwendet, wo das Einbringen von Muttern in Werkstücke mit anderen Werkzeugen, beispielsweise mit Hilfe von sogenannten Stanzköpfen nicht möglich ist. Das Fügen und Fixieren einer Blindnietmutter erfolgt grundsätzlich derart, daß die Blindnietmutter auf eine Gewindespindel eines Fügewerkzeugs aufgespindelt wird, dann die aufgespindelte Blindnietmutter mit dem Fügewerkzeug in eine vorbereitete Öffnung des Werkstückes eingesetzt und anschließend durch Zurückbewegen der Gewindespindel bei gleichzeitiger Anlage der Blindnietmutter gegen eine Anlage- oder Gegenfläche des Fügewerkzeugs durch blindnietartiges Verformen im Werkstück verankert bzw. fixiert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Werkzeug aufzuzeigen, mit dem bei vereinfachter Konstruktion ein zuverlässiges Bereitstellen der Blindnietmuttern für das Aufspindeln auf die Gewindespindel des Fügewerkzeugs möglich ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Bereitstellungswerkzeug entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Eine Vorrichtung zum Einbringen von Blindnietmuttern in Werkstücke ist entsprechend dem Patentanspruch 14 ausgebildet.
Ein Vorteil der Erfindung besteht u. a. darin, daß für das Bereitstellungswerkzeug bzw. dessen Aufnahme eine Bewegung nur in einer einzigen Achsrichtung, nämlich radial zu einer Achse der Aufnahme des Bereitstellungswerkzeugs bzw. der Gewindespindel des Füge- und Verankerungswerkzeugs notwendig ist und daß auch letzteres nur in einer einzigen Achsrichtung bewegt werden muß, so daß auch eine Vorrichtung zum Fügen und Verankern von Blindnietmuttern in Werkstücken besonders einfach ausgeführt werden kann.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt ein aus Blech hergestelltes Werkstück zusammen mit einer in dieses Werkstück eingesetzten Blindnietmutter;
Fig. 2 die im Werkstück verankerte Blindnietmutter;
Fig. 3 in vereinfachter schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einsetzen und Verankern einer Blindnietmutter in dem Werkstück;
Fig. 4 und 5 das Werkzeug zum Bereitstellen einer Blindnietmutter in perspektivischer Darstellung und in der zum Einbringen einer Blindnietmutter in den Bereitstellungsschieber bzw. in die dortige Aufnahme dienenden Position;
Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Werkzeug der Fig. 4 und 5 in der gleichen Position;
Fig. 7-9 Darstellungen ähnlich den Fig. 4-6, jedoch bei in der Klemmposition befindlichem Bereitstellungsschieber;
Fig. 10-12 Darstellungen ähnlich den Fig. 4-6, jedoch bei in der geöffneten Stellung der Aufnahme des Bereitstellungsschiebers;
Fig. 13 in vergrößerter Darstellung ein Detail der Vorrichtung der Fig. 4-12 im Bereich des Endes der Zuführung sowie am Übergang zum Bereitstellungsschieber;
Fig. 14 eine Draufsicht auf das die Aufnahme aufweisende Ende des Bereitstellungsschiebers.
In den Figuren ist 1 ein Werkstück aus Metall, beispielsweise ein Werkstück aus Metall- oder Stahlblech. Dargestellt ist weiterhin eine in einem Stanzloch 2 des Werkstückes 1 zu verankernde Blindnietmutter 3, die aus einem geeigneten Metall mit einem hülsenartigen Körper 4 und einem flanschartigen Kopfstück 5 gefertigt ist. Die Blindnietmutter 3 besitzt weiterhin eine durchgehende Bohrung 6, die an ihren dem Kopfstück 5 entferntliegenden Ende mit einem Innengewinde 6 versehen ist. Zwischen dem Kopfstück 5 und dem mit dem Innengewinde 6 versehenen Hülsenkörperabschnitt 4' bildet der Hülsenkörper einen Abschnitt 4", der zum Verankern der Blindnietmutter 3 im Werkstück 1 blindnietartig verformbar ist, wie dies in der Fig. 2 dargestellt ist.
Zum Verankern der Blindnietmutter 3 im Werkstück 1 dient ein in den Figuren allgemein mit 7 bezeichneten Füge- und Verankerungswerkzeug, welches im wesentlichen aus einer Gewindespindel 8, aus einem die Gewindespindel umgebenden Niederhalter 9 sowie aus einem Antrieb 10 besteht.
Für das Einbringen in das Werkstück 1 wird die Blindnietmutter 3 zunächst auf die über das freie Ende des Niederhalters 9 vorstehende Gewindespindel 8 aufgespindelt, und zwar derart, daß das Kopfstück 5 mit seiner dem Hülsenkörper 4 abgewandten Seite gegen die die Gewindespindel 8 umschließende Ringfläche des Niederhalters 9 anliegt oder dieser Ringfläche unmittelbar benachbart ist. Im Anschluß daran wird die auf der Gewindespindel 8 angeordnete Blindnietmutter 3 in das Stanzloch 2 des Werkstückes 1 eingesetzt, so daß das Kopfstück 5 mit seiner dem Hülsenkörper 4 zugewandten Fläche gegen eine Oberflächenseite des Werkstückes anliegt. Durch Zurückbewegen oder Einziehen der Gewindespindel 8 erfolgt dann das blindnietartige Verformen des Hülsenabschnittes 4". Die Bewegungen der Spindel 8 für das Aufspindeln der jeweiligen Blindnietmutter 3 sowie für das blindnietartige Verankern erfolgen durch den Antrieb 10.
Das Werkzeug 7 ist Bestandteil einer Gesamtvorrichtung, die in der Fig. 3 allgemein mit 11 bezeichnet ist und u. a. einen Schlitten 12 aufweist, an welchem das Werkzeug 7 befestigt und der in vertikaler Richtung auf- und abbewegbar ist (Doppelpfeil V der Fig. 3). Die Vorrichtung 11 besitzt weiterhin ein Bereitstellungswerkzeug 13 mit einem Bereitstellungsschieber 14, der in horizontaler Richtung entsprechend dem Doppelpfeil H bewegbar ist und der an einem freien Ende eine Aufnahme 15 für jeweils eine Blindnietmutter 3 bildet.
Die Vorrichtung 11 ist so ausgebildet, daß am Beginn jedes Arbeitstaktes sich das Werkzeug 7 in seiner obersten Hubstellung befindet und unterhalb der Gewindespindel 8 und achsgleich mit dieser in der Aufnahme 15 eine Blindnietmutter 3 bereitsteht, und zwar mit ihrem Kopfstück 5 bei der in der Fig. 3 wiedergegebenen Darstellung oben liegend, d. h. dem Werkzeug 7 zugewandt. Im Anschluß daran wird das Werkzeug 7 abgesenkt (Hub V1) und gleichzeitig bei umlaufend angetriebener Gewindespindel 8 die in der Aufnahme 15 angeordnete Blindnietmutter 3 auf die Gewindespindel 8 aufgespindelt. Die Blindnietmutter 3 ist hierfür durch Klemmen in der Aufnahme 15 gehalten.
Nach dem Aufspindeln der Blindnietmutter 3 wird dessen Aufnahme 15 geöffnet, und zwar derart, daß sich der Bereitstellungsschieber 14 in horizontaler Richtung radial zur Achse der Gewindespindel 8 wegbewegen kann, wie dies in der Fig. 3 mit dem Pfeil H1 angedeutet ist. Im Anschluß daran erfolgt ein weiteres Absenken des Werkzeuges 7 mit der aufgespindelten Blindnietmutter 3 (Hub V2) und ein Einsetzen dieser Blindnietmutter 3 in das Stanzloch 2 des unterhalb der Bewegungsbahn des Bereitstellungsschiebers 14 angeordneten Werkstücks 1. Nach dem Einsetzen und Verankern der Blindnietmutter 3 in dem Werkstück 1 wird das Werkstück 7 wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt, und zwar entsprechend dem Pfeil V3.
Nach dem Öffnen der Aufnahme 15 und nach dem Zurückbewegen dieser Aufnahme 15 an eine Ladeposition der Bereitstellungsvorrichtung 13 kann in die Aufnahme 15 eine neue Blindnietmutter 3 eingebracht werden. Das Zurückbewegen der Aufnahme 15 in die Ladeposition und das Einbringen einer weiteren Blindnietmutter 3 ist auf jeden Fall dann abgeschlossen, wenn das Werkzeug 7 in seine Ausgangsposition zurückgekehrt ist.
Wie die Fig. 4-12 zeigen, besteht die Bereitstellungsvorrichtung 13 u. a. aus einem Gehäuse 16, in welchem der Bereitstellungsschieber 14 in Richtung des Doppelpfeiles H axial verschiebbar vorgesehen ist, und zwar angetrieben durch ein Stellglied 17, welches bei der dargestellten Ausführungsform von einem doppelt wirkenden Pneumatikzylinder gebildet ist. Die Fig. 4-6 zeigen den Bereitstellungsschieber 14 bzw. dessen Aufnahme 15 in der Ladeposition. In dieser Position ist der Schieber 14 vollständig im Gehäuse 16 aufgenommen und die Aufnahme 15 befindet sich gegenüberliegend dem offenen Ende eines Ladekanals 18, und zwar achsgleich mit der Achse dieses offenen Endes. Dem Ladekanal 18 werden die Blindnietmuttern 3 von einer räumlich getrennten Fördereinrichtung über eine flexible Zuführung in Form eines Schlauches 19 zugeführt, und zwar mit dem freien Ende ihres Hülsenkörpers 4 voraus mit Druckluft (Förderluft oder Schußluft) einzeln oder im Pulk oder aber in einem kontinuierlichen Luftstrom. Durch entsprechende Sensoren wird die Zufuhr der Blindnietmuttern 3 derart gesteuert, daß sich in dem Ladekanal 18 stets eine vorgegebene Anzahl von Muttern befindet, die dann in diesem Ladekanal aneinander anliegen, und zwar jeweils in der vorgegebenen Orientierung mit dem freien Ende des Hülsenkörpers 4 in Förderrichtung voraus, wobei sich im Ladekanal 18 jede auf eine Blindnietmutter 3 folgende Blindnietmutter mit dem freien Ende ihres Hülsenkörpers 4 an dem Kopfstück 5 der vorausgehenden Blindnietmutter abstützt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist zwischen der äußeren Zuführung 19 und dem Ladekanal 18 ein Übergangsstück 20 vorgesehen, in welchem ein Austritt für die äußere Förderluft gebildet ist und in welchem Druckluft- oder Förderluftaustrittsdüsen 21 vorgesehen sind, die über eine Leitung 22 permanent an eine Druckluftquelle angeschlossen sind, so daß die aus den Düsen 21 austretende Druckluft eine ständige Förderwirkung auf die Blindnietmuttern 3 im Ladekanal 18 in Richtung des Pfeiles A an die Ladeposition 18' ausübt, die (Förderwirkung) unabhängig von der äußeren Förder- oder Schußluft ist. Befindet sich die Aufnahme 15 in der Ladeposition 18', so wird jeweils die erste, im Ladekanal 18 bereitstehende Blindnietmutter 3 in die Aufnahme 15 hineinbewegt. Die nächstfolgende Blindnietmutter 3 steht mit ihrem Hülsenabschnitt 4 gegen das Kopfstück 5 der Blindnietmutter 3 in der Aufnahme 15 an. Wird die Aufnahme 15 aus dieser Ladeposition 18' in die Übergabeposition bewegt, ist die Öffnung des Ladekanals 18 durch den Bereitstellungsschieber 14 verschlossen.
Im Einzelnen besteht der Bereitstellungsschieber 14 aus einem Schieberkörper 14', der ständig im Gehäuse 16 geführt ist, sowie aus zwei Backen 14", die an ihren freien Enden die Aufnahme 15 bilden und hierfür jeweils mit einer sich zu dieser Aufnahme ergänzenden Ausnehmung 15' versehen sind. Die beiden Backen 14" sind am Schieberkörper 14' um eine Achse senkrecht zur Schieberbewegung H sowie parallel zur Achse der Aufnahme 15 schwenkbar vorgesehen.
Die Schwenkbewegung der beiden Backen 14" ist derart gesteuert, daß diese Backen 14" in der Ladeposition des Bereitstellungsschiebers 13 geringfügig geöffnet sind, sich die beiden Ausnehmungen 15' also zu der Aufnahme 15 mit einem Querschnitt ergänzen, der etwas größer ist als der Außenquerschnitt der Blindnietmuttern 3, so daß die jeweilige, an der Ladeposition 18' bereitstehende Blindnietmutter leicht in die leere Aufnahme 15 hineingelangen kann. Wird anschließend die Aufnahme 15 in die Position zum Aufspindeln bewegt, in der das die Aufnahme 15 aufweisende Ende des Bereitstellungsschiebers 14 über das Gehäuse 16 vorsteht, werden die Backen 14" derart aufeinander zu bewegt (Doppelpfeile B der Fig. 14), daß die jeweilige Blindnietmutter 3 in der Aufnahme 15 festgeklemmt ist. Nach dem Aufspindeln der Blindnietmutter 3 werden beim Zurückbewegen des Bereitstellungsschiebers 14 die beiden Backen 14" zunächst weit geöffnet, wie dies mit den Pfeilen C angegeben ist sowie vor Erreichen der Ladeposition 18' wiederum soweit geschlossen, daß sie ihre Ausgangslage aufweisen.
Die Steuerung der Bewegung des Bereitstellungsschiebers 14 und der Backen 14" erfolgt dadurch, daß das Stellglied 17 über an den Backen 14" angelenkte Stößel 23 auf den Bereitstellungsschieber 14 einwirkt, so daß beim Bewegen des Bereitstellungsschiebers 14 aus der Ladeposition 18' in die Position zum Aufspindeln die beiden Backen 14' über die Stößel 23 und gegen die Wirkung einer Feder 24 aus der Ausgangsstellung in eine Klemmstellung bewegt werden und beim Zurückbewegen aus der Position zum Aufspindeln in die Ladeposition zum Öffnen der Aufnahme 15 weit auseinander bewegt werden. Das Gehäuse 16 bildet Führungen für die Backen 14", die (Führungen) die Backen 14" vor Erreichen der Ladeposition in ihre nur leicht geöffnete Ausgangsstellung zwingen.
Das Bereitstellungswerkzeug 13 zeichnet sich durch eine einfache und betriebssichere Konstruktion aus. Die jeweilige Blindnietmutter ist unverlierbar in der Aufnahme gehalten und kann nicht verlorengehen, selbst bei einer Anordnung, bei der die Muttern mit ihrem Kopfstück nach unten weisend zum Aufspindeln bereitgestellt werden.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. Bezugszeichenliste 1 Werkstück
2 Stanzloch
3 Blindnietmutter
4 Hülsenkörper
4', 4" Hülsenkörperabschnitt
5 Kopfstück
6 Innengewinde
7 Füge- und Verankerungs-Werkzeug
8 Gewindespindel
9 Nieder- oder Gegenhalter
10 Antrieb
11 Vorrichtung
12 Schlitten
13 Bereitstellungsvorrichtung
14 Bereitstellungsschieber
14' Schieberkörper
14" Backen
15 Aufnahme
15' Ausnehmung
16 Gehäuse
17 Antrieb
18 Ladekanal
18' Öffnung des Ladekanals bzw. Ladeposition
19 äußere Zuführung bzw. Schlauch für Blindnietmuttern
20 Übergangsstück
21 Druckluftaustrittsdüsen
22 Druckluftanschluß
23 Stößel
24 Öffnungsfedern
A Förderrichtung
B, C Backenbewegung
H Hub des Bereitstellungsschiebers
H1 Bewegung des Bereitstellungsschiebers aus der Aufspindelposition in die Ladeposition
H2 Bewegung des Bereitstellungsschiebers aus der Ladeposition in die Bereitstellungsposition
V Bewegungshub des Füge- und Verankerungs-Werkzeugs
V1 Bewegung des Füge- und Verankerungs-Werkzeugs aus der Ausgangsstellung in die Aufspindelposition
V2 Bewegung des Füge- und Verankerungs-Werkzeugs aus der Aufspindelposition in die Füge- und Verankerungsposition
V3 Rückhub des Füge- und Verankerungs-Werkzeugs

Claims

1. Werkzeug zum Bereitstellen von Blindnietmuttern (3) an einem Füge- und Verankerungs-Werkzeug (7) zum Einbringen und Fixieren der Muttern (3) in Werkstücke (1), gekennzeichnet durch ein Bereitstellungselement (14), welches wenigstens eine Aufnahme (15) für jeweils eine Blindnietmutter (3) bildet und mit dieser Aufnahme zwischen einer Ladeposition (18') zur Aufnahme einer Blindnietmutter (3) und einer Bereitstellungsposition zum Aufspindeln der Blindnietmutter (3) auf eine Gewindespindel (8) des Füge- und Verankerungs- Werkzeugs (7) bewegbar ist, daß die Aufnahme (15) zwischen zwei backenartigen Werkzeugteilen (14") des Bereitstellungswerkzeugs (14) gebildet ist, und daß die Backen (14") bei der Bewegung der Aufnahme (15) zwischen der Ladeposition und der Bereitstellungsposition derart steuerbar sind, daß sie die jeweilige Blindmutter (3) in der Bereitstellungsposition für das Aufspindeln festklemmen und/oder beim Zurückbewegen der Aufnahme (15) aus der Bereitstellungsposition in die Ladeposition die Aufnahme (15) zur Freigabe der Blindnietmutter (3) öffnen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Backen (14") Schwenkbacken sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bereitstellungselement (14) ein Schieber ist, der zwischen der Bereitstellungsposition und der Ladeposition bewegbar ist.

4. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei Backen (14") in der Ladeposition eine Stellung relativ zueinander aufweisen, in der die Aufnahme (15) gleich oder geringfügig größer ist als der Durchmesser der Blindnietmuttern (3).

5. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bereitstellungselement (14) zwischen der Bereitstellungsposition und der Ladeposition in nur einer einzigen Achse (H) oder Achsrichtung bewegbar ist.

6. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bereitstellungselement (14) zwischen der Bereitstellungsposition und der Ladeposition in einer Achsrichtung (H) bewegbar ist, die radial zu der Achse der wenigstens einen Blindnietmutter (3) in der Aufnahme (15) ist.

7. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ladeposition (18') ein Ladekanal (18) zur Aufnahme wenigstens einer Blindnietmutter (3) mündet.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladekanal (18) bei in der Ladeposition befindlicher Aufnahme (15) in diese Aufnahme mündet.

9. Werkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladekanal (18) bei außerhalb der Ladeposition befindlichem Bereitstellungselement (14) durch eine Fläche dieses Bereitstellungselementes (14) verschlossen ist.

10. Werkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine äußere Zuführung (19) zum Zuführen der Blindnietmuttern (3) mit Druckluft (Förderluft oder Schußluft) von einer externen Versorgungseinheit an den Ladekanal (18).

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ende der äußeren Zuführung (19) und dem Ladekanal (18) ein Übergangs- oder Anschlußstück (20) mit Mitteln zum Weiterbewegen der Blindnietmuttern (3) im Ladekanal (18) vorgesehen sind.

12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Weiterbewegen von wenigstens einer Druckluftaustritts- oder Förderdüse (21) gebildet sind.

13. Werkzeug nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsstück (20) wenigstens eine Öffnung zum Austritt der Förderluft vorgesehen ist.

14. Vorrichtung zum Einbringen von Blindnietmuttern (3) in Werkstücke (1), gekennzeichnet durch ein eine Gewindespindel (8) aufweisendes Füge- und Verankerungs-Werkzeug (7) sowie ein Werkzeug (13) zum Bereitstellen der Blindnietmuttern, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug zum Bereitstellen der Blindnietmuttern (3) einem der vorhergehenden Ansprüche entsprechend ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Bereitstellungselement (14) bzw. dessen Aufnahme (15) in einer Achsrichtung radial zur Achse der Gewindespindel (8) des Fügewerkzeugs (7) bewegbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bereitstellungselement (14) derart zwischen der Fügeposition und der Ladeposition bewegbar ist, daß die Aufnahme (15) in der Bereitstellungsposition zwischen der Gewindespindel (8) des Füge- und Verankerungs-Werkzeugs (7) und dem Werkstück (1) angeordnet ist, und zwar achsgleich mit der Achse der Gewindespindel (8) sowie vorzugsweise auch achsgleich mit der Achse einer Öffnung (2) im Werkstück (1) zum Einsetzen einer Blindnietmutter (3) ist.