DE202012009280U1

DE202012009280U1 - Greifvorrichtung für ein bolzenförmiges Verbindungselement, insbesondere Blindniet sowie Magazin zur Aufnahme derartiger Verbindungselemente, automatisierte Zufuhrvorrichtung zum automatisierten Zuführen eines solchen Verbindungselements zu einer automatisierten Niet- oder Setzeinheit

Info

Publication number: DE202012009280U1
Application number: DE201220009280
Authority: DE
Original assignee: Richard Bergner Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Richard Bergner Verbindungstechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-01-11
Anticipated expiration: 2022-09-28

Abstract

Greifvorrichtung für ein bolzenförmiges Verbindungselement mit einem Schaft und einen umlaufenden Kragen, insbesondere für einen Blindniet, der eine Niethülse mit einem Setzkopf und einen Hülsenschaft sowie einen Nietdorn aufweist, wobei die Greifvorrichtung insbesondere zur automatisierten Zuführung des Blindniets zu einem Setzwerkzeug vorzugsweise als Teil einer automatisierten Setzanlage (Roboter) ausgebildet ist und einen Greifarm zum Greifen des Blindniets aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm zum Greifen des Blindniets im Bereich des Setzkopfes ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Greifvorrichtung, ein Magazin sowie eine automatisierte Zuführvorrichtung zum automatisierten Zuführen eines Verbindungselements, insbesondere Blindniets.
Aus der WO 2006/056255 A2 ist ein Blindniet-Roboter zu entnehmen, welcher ein vollautomatisiertes Setzen von Blindnieten bspw. in einer Produktionsstraße für Automobile ermöglicht.
Die Niettechnologie kommt im Kraftfahrzeugbau insbesondere bei komplexen Verbindungsanforderungen vermehrt zum Einsatz, für die eine herkömmliche Schweiß-Verbindung oder Schraubverbindung nur bedingt geeignet sind. Insbesondere im Rahmen des zunehmenden Leichtbaus, bei dem bspw. faserverstärkte Kunststoff-Bauteile eingesetzt werden, wird die Niettechnologie eingesetzt.
Eine derartig automatisierte Anlage zum Setzen eines Blindniets erfordert auch ein automatisiertes Bereitstellen der Niete sowie ein automatisiertes Zuführen der Niete zu der eigentlichen Setzeinheit, die gemäß der WO 2006/056255 A2 bspw. als Werkzeug an der Roboterhand ausgebildet ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere automatisiertes Setzen von Verbindungselementen, insbesondere von Nieten mit einer zuverlässigen Zuführung derselben zur Setzeinheit zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird gemäß Erfindung gelöst durch die unabhängigen Patentansprüche.
Die Erfindung betrifft hierbei zum Einen eine speziell ausgebildete Greifvorrichtung sowie zum Anderen unabhängig von der Greifvorrichtung ein speziell ausgebildetes Magazin.
Greifvorrichtung und Magazin sind dabei vorzugsweise aufeinander abgestimmt und werden innerhalb einer automatisierten Zuführvorrichtung zur automatisierten Zuführung des Verbindungselements, insbesondere Blindniets eingesetzt.
Die Greifvorrichtung und das Magazin werden nachfolgend im Zusammenhang mit einem Blindniet näher erläutert. Grundsätzlich lassen sich diese beiden Komponenten auch für andere bolzenförmige Befestigungselemente heranziehen.
Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus nachfolgender Beschreibung.
Bei der Greifvorrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass diese einen Greifarm zum Greifen des Blindniets im Bereich des Setzkopfes, also allgemein im Bereich eines Kragens zwischen einem Kopfbereich und einem Schaftbereich ausgebildet ist.
Der Schaft ist durch den Nietdorn des Blindniets gebildet. Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass der Blindniet nicht am Hülsenschaft gegriffen wird. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die Oberfläche des Hülsenschaftes beim automatisierten Zuführen zu der Setzeinheit nicht berührt und damit insbesondere auch nicht beschädigt oder anderweitig beeinflusst wird.
Zweckdienlicher Weise umfasst der Greifarm einen Greifschlitz, in dem der Setzkopf (Kragen) aufgenommen wird. Vorzugsweise liegt dieser innerhalb des Schlitzes lose ein, ohne dort geklemmt zu sein. Die Klemmung erfolgt vorzugsweise am Nietdorn oberhalb des Setzkopfes, also auf der der Niethülse abgewandten Seite des Setzkopfes.
Zum Greifen weist der Greifarm vorzugsweise zwei gegeneinander bewegliche Greifteile auf, die zwischen sich den Nietdorn greifen können. Die Greifteile sind dabei vorzugsweise aneinander befestigt, insbesondere nach Art einer Linearführung. Eine drehbewegliche Lagerung ist grundsätzlich ebenfalls möglich.
Der Greifarm, insbesondere das erste Greifteil weist dabei vorzugsweise einen insbesondere U-förmigen Aufnehmer mit einem Freiraum auf, in dem der Hülsenschaft aufgenommen wird. Gleichzeitig bilden die Seitenflächen der Schenkel des Aufnehmers Auflagen für den Setzkopf, auf den dieser also aufliegen kann.
Für die Klemmung sind allgemein zwei als Klemmpratzen bezeichnete Klemmteile vorgesehen. Vorzugsweise ist die erste Klemmpratze hierbei am Aufnehmer, insbesondere beabstandet von einem Schenkel ausgebildet, um somit einen Teil des Greifschlitzes zu bilden. Zweckdienlicher Weise ist der Aufnehmer und die Klemmpratze ein einstückiges Bauteil „aus einem Guss”, zumindest ist die Klemmpratze ortsfest mit dem Aufnehmer verbunden und insoweit fest stehend.
Ergänzend ist vorgesehen, dass das zweite Greifteil mit einer zweiten Klemmpratze in Richtung zur ersten Klemmpratze beweglich gelagert ist und insbesondere am ersten Greifteil linear geführt ist. Hierzu ist zweckdienlicher Weise vorgesehen, dass das zweite Greifteil am Aufnehmer, vorzugsweise nach Art einer Gleitführung mit Hilfe eines Führungselements geführt ist. Das Führungselement bildet bevorzugt einen Führungskäfig aus, in dessen Innenraum ein Teilbereich des Aufnehmers, insbesondere ein Basisschenkel des Aufnehmers aufgenommen ist. Der Führungskäfig bildet eine Art Langloch zur Ausbildung der Linearführung.
Die zweite Klemmpratze ist insbesondere einstückig am Führungselement ausgebildet. Insbesondere steht sie bspw. rechtwinklig von einem oberen Längssteg des Führungskäfigs ab.
Weiterhin ist in zweckdienlicher Ausgestaltung eine gekröpfte Ausbildung des Greifarms vorgesehen. Dies erlaubt für eine platzoptimierte Ausgestaltung insbesondere bei einem gerundeten, bspw. tellerförmigen Magazin. Weiterhin ist vorgesehen, dass der Greifarm insgesamt um eine Drehachse in Richtung auf das Magazin zuschwenkbar angeordnet ist.
Im Hinblick auf das Magazin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass dieses zur insbesondere klemmenden Halterung eines jeweiligen Verbindungselements im Bereich des Nietdorns und insbesondere beabstandet vom Kragen (Setzkopf) ausgebildet ist. Dieses Magazin ist daher insbesondere für eine Greifvorrichtung ausgebildet wie sie zuvor beschrieben ist, erlaubt also, dass der Setzkopf (Kragen) von dem Greifarm vom Greifschlitz aufgenommen werden kann.
Insgesamt wird durch diese Ausgestaltung der speziellen Situation bei der Zuführung eines Blindniets zu einer Setzeinheit Rechnung getragen, bei dem nämlich der Blindniet üblicherweise mit dem Nietdorn voraus von vorne in die Setzeinheit in eine entsprechende Öffnung eingesetzt wird, ohne dass der Blindniet im Bereich der Niethülse, insbesondere des Hülsenschafts geklemmt ist.
Die einzelnen Verbindungselemente sind dabei vorzugsweise einzelweise (feder-)elastisch gehalten. Es wird also lediglich eine elastische Halte- oder Klemmkraft ausgeübt. Eine formschlüssige Halterung ist hierbei vorzugsweise nicht vorgesehen. Der Blindniet wird mit seinem Nietdorn in eine jeweilige Aufnahme eingesteckt und darin elastisch gehalten.
Der Träger ist im Bereich der Aufnahmen bevorzugt zumindest teilweise aus einem elastischen Material ausgebildet ist. Der Träger kann daher insgesamt aus einem elastischen Material ausgebildet sein, wobei der Durchmesser der Aufnahmen derart auf den Durchmesser des Nietdorns abgestimmt sind, dass dieser in der einzelnen Aufnahmen elastisch gehalten ist.
In einer Ausführungsvariante ist hierbei vorgesehen, dass der Träger zumindest im Bereich der Aufnahmen zweilagig ausgebildet ist, wobei lediglich eine Lage zur klemmenden Halterung vorgesehen ist.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass in einer jeweiligen Aufnahme jeweils ein Klemmelement, bspw. ein Gummielement (Ring, Hülse) oder dergleichen angeordnet ist.
Das Magazin ist vorzugsweise insgesamt scheibenartig und um eine Drehachse rotierbar ausgebildet.
Zweckdienlicher Weise sind dabei die Aufnahmen in einem Randbereich des Trägers angeordnet, wobei der Randbereich abgewinkelt zum Innenbereich angeordnet ist. Diese Ausgestaltung erlaubt eine kompakte Anordnung der Gesamtvorrichtung zusammen mit der Greifvorrichtung.
Insbesondere ist auch vorgesehen, dass die einzelnen Aufnahmen schräg durch den Träger hindurch verlaufend ausgebildet sind.
Die Greifvorrichtung und das Magazin bilden vorzugsweise Komponenten einer automatisierten Zuführvorrichtung aus, um ein automatisiertes Zuführen des Blindniets zu einer Niet- oder Setzeinheit zu ermöglichen.
Insbesondere ist das Magazin bezüglich der Greifvorrichtung gekippt oder schräg angeordnet, derart, dass die Dreh- oder Rotationsachse des tellerartigen Magazins schräg geneigt zur Drehachse des Greifarms orientiert ist. Zweckdienlicher Weise ist dabei vorgesehen, dass die Neigung der Drehachse des Magazins und der Neigungswinkel der schräg gestellten Aufnahmen bezüglich des Trägers, ggf. in Kombination mit dem abgewinkelten Randbereich derart aufeinander abgestimmt sind. Derart, dass ein jeweils zu greifender Blindniet parallel zur Drehachse der Greifvorrichtung, insbesondere parallel zu einer Längsrichtung des Aufnehmers orientiert ist, in dem die Niethülse aufgenommen ist, so dass die Niethülse bezüglich der Schenkel des U-förmigen Aufnehmers parallel verläuft.
Mit einer derartigen automatisierten Zuführvorrichtung wird zunächst der Blindniet in dem Magazin bereitgestellt, in einem zweiten Schritt mit Hilfe der Greifvorrichtung gegriffen und anschließend wird der gegriffene Blindniet einer Setzeinheit zugeführt und mit dem Nietdorn voraus in eine entsprechende Aufnahmeöffnung von vorne eingeführt.
Zum Greifen wird der Greifarm um seine Drehachse in Richtung auf das Magazin zugeschwenkt und zwar soweit, dass die Niethülse in dem Aufnehmer aufgenommen wird. Der Setzkopf wird dabei vom Greifschlitz aufgenommen. Durch den Greifschlitz ist sichergestellt, dass der Blindniet an einer definierten Axsialposition gegriffen wird. An seiner Vorderseite kann der Greifschlitz dabei Einführschrägen aufweisen.
Nachdem der Blindniet, insbesondere der Setzkopf im Greifschlitz aufgenommen ist, also der Blindniet im Aufnehmer positioniert ist, wird der Nietdorn mit Hilfe der beiden Klemmpratzen geklemmt. Anschließend wird der Blindniet aus seiner Aufnahmeöffnung mit Hilfe des Greifarms herausgezogen. Hierzu ist insbesondere vorgesehen, dass der Greifarm in Richtung seiner Drehachse, bspw. auf einem Lagerbolzen längs verschiebbar angeordnet ist.
Durch eine weitere Schwenkbewegung wird dann der Greifarm so positioniert, dass der Nietdorn vor der Aufnahmeöffnung der Setzeinheit positioniert wird und anschließend wird der Nietdorn entweder durch eine Bewegung der Setzeinheit oder durch eine Bewegung des Greifarms in die Aufnahmeöffnung der Setzeinheit eingesteckt und dort von der Setzeinheit gegriffen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ergibt sich aus den beigefügten Figuren. Diese zeigen jeweils in vereinfachten Darstellungen:
1 eine perspektivische Darstellung einer Greifvorrichtung mit einem tellerartigen und mit Blindnieten bestückten Magazin, in ihrer Relativlage zueinander in einer Position, in der ein Blindniet von der Greifvorrichtung gegriffen wird,
2 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung der 1 im Bereich des gegriffenen Blindniets,
3 eine Seitenansicht auf die Anordnung, aus der gut die Schrägstellung des Magazins bezüglich des Greifarms zu entnehmen ist,
4 eine perspektivische Darstellung des Greifarms mit einem gegriffenem Blindniet,
5 eine perspektivische Darstellung des Greifarms sowie des Magazins,
6 eine ausschnittsweise vergrößerte perspektivische Darstellung des Greifarms im Bereich des gegriffenen Blindniets,
7a ein zweites Greifteil mit einem Führungskäfig sowie
7b das das erste Greifteil bildende Grundteil des Greifarms, an dem das zweite Greifteil, wie es in 7a abgebildet ist nach Art einer Gleitschiebeführung gelagert ist, sowie
8 eine beispielhafte Darstellung der Positionierung des Magazins und des Greifarms zueinander.
In den Figuren sind die einzelnen Elemente mit folgenden Bezugszeichen versehen:
Bezugszeichenliste

2: Blindniet
4: Niethülse
6: Nietdorn
8: Hülsenschaft
10: Setzkopf (Kragen)
12: Greifarm
14: Greifschlitz
16: erstes Greifteil
18: zweites Greifteil
20: erste Klemmpratze
22: zweite Klemmpratze
24: Aufnehmer
26: Führungskäfig
28: Drehachse des Greifarms
30: Magazin
32: Träger
34: erste Lage (Grundträger)
36: zweite Lage (elastischer Ring im Randbereich)
38: Aufnahmen
40: Lagerbolzen
42: Drehachse des Magazins

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2006/056255 A2 [0002, 0004]

Claims

Greifvorrichtung für ein bolzenförmiges Verbindungselement mit einem Schaft und einen umlaufenden Kragen, insbesondere für einen Blindniet, der eine Niethülse mit einem Setzkopf und einen Hülsenschaft sowie einen Nietdorn aufweist, wobei die Greifvorrichtung insbesondere zur automatisierten Zuführung des Blindniets zu einem Setzwerkzeug vorzugsweise als Teil einer automatisierten Setzanlage (Roboter) ausgebildet ist und einen Greifarm zum Greifen des Blindniets aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm zum Greifen des Blindniets im Bereich des Setzkopfes ausgebildet ist.
Greifvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im gegriffenen Zustand die Niethülse vom Greifarm nicht berührt wird.
Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm einen Greifschlitz zum Umgreifen des Setzkopfes aufweist.
Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm zwei gegeneinander bewegliche, insbesondere zueinander verschiebbare Greifteile aufweist, die vorzugsweise aneinander befestigt sind.
Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifteile zum klemmenden Greifen des Schafts (Nietdorn) ausgebildet sind, vorzugsweise unmittelbar oberhalb des Setzkopfes.
Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm, insbesondere das erste Greifteil, einen vorzugsweise U-förmigen Aufnehmer aufweist, dessen (U-förmiger) Freiraum zur berührungslosen Aufnahme des Hülsenschafts vorgesehen ist und dessen (U-)Schenkel eine Auflagefläche für den Setzkopf bilden.
Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite des Aufnehmers beabstandet von einem Schenkel und insbesondere unter Ausbildung eines Teils des Greifschlitzes eine erste Klemmpratze ausgebildet ist, insbesondere als einstückiges Teil des Aufnehmers, die mit einer zugeordneten zweiten Klemmpratze des zweiten Greifteils zusammenwirkt.
Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Greifteil linear am ersten Greifteil geführt ist.
Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Greifteil am Aufnehmer vorzugsweise nach Art einer Gleitführung mit Hilfe eines Führungselements geführt ist, wobei das Führungselement insbesondere als ein Führungskäfig ausgebildet ist, der einen Teilbereich, insbesondere einen Basisschenkel des Aufnehmers für eine Gleitführung aufnimmt.
Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Führungselement eine zweite Klemmpratze angeordnet ist.
Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm um eine Drehachse drehbar angeordnet ist und vorzugsweise gekröpft ausgebildet ist.
Magazin zur vereinzelten Aufnahme mehrerer bolzenförmiger Verbindungselemente, insbesondere Blindniete, insbesondere für eine Greifvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Träger mit einer Mehrzahl von Aufnahmen zur vorzugsweise klemmenden Halterung eines jeweiligen Verbindungselements im Bereich des Schafts (Nietdorn) und insbesondere beabstandet vom Kragen (Setzkopf) vorgesehen ist.
Magazin nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente jeweils (feder-)elastisch gehalten sind.
Magazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche ab Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger im Bereich der Aufnahmen zumindest teilweise aus einem elastischen Material ausgebildet ist.
Magazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche ab Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger im Bereich der Aufnahmen zweilagig ausgebildet ist.
Magazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche ab Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Lagen zur klemmenden Halterung ausgebildet sind.
Magazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche ab Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einer jeweiligen Aufnahme ein Klemmelement, beispielsweise ein Gummiring oder ähnliches eingesetzt ist.
Magazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche ab Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger scheibenartig und vorzugsweise rotierbar ausgebildet ist.
Magazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche ab Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen in einem Randbereich des Trägers ausgebildet sind, der abgewinkelt zum Innenbereich angeordnet ist.
Magazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche ab Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen schräg durch den Träger hindurch verlaufend ausgebildet sind.
Automatisierte Zuführvorrichtung zum automatisierten Zuführen eines Verbindungselements, insbesondere eines Blindniets zu einer automatisierten Niet- oder Setzeinheit mit einer Greifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und/oder einem Magazin nach einem der Ansprüche 12 bis 20.
Zuführvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Drehachse der Greifvorrichtung zu einer Drehachse des Magazins schräg geneigt angeordnet ist, insbesondere derart, dass die Längsachse des jeweiligen zu greifenden Verbindungselements parallel zur Drehachse der Greifvorrichtung orientiert ist.