DE3926832A1 - Verfahren und vorrichtung zum vorschub duenner bauteile - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorschub dünner Bauteile, wie Dorne und Stifte, zu einem vorge­ gebenen Ort, wie z. B. zu einem Loch in einer Stahlplatte oder zu einer Führungsbohrung für eine Punktschweißelektrode.

Nach allgemein bekanntem Stand der Technik wird ein Spannfutter an der Spitze einer Vorschubstange befestigt, die ihrerseits mit einem Hydraulikzylinder verbunden ist; zwei Greifer fassen einen Bolzen. Dann wird die Vorschubstange zurückgezogen und verscho­ ben, bis der Bolzen an den vorbestimmten Ort kommt, worauf sich die Greifer unter der Einwirkung eines Spannfuttermechanismus öffnen und den Bolzen freigeben; damit ist der Vorschub abge­ schlossen.

Hierbei muß der Spannfuttermechnismus selbst mit einem Antriebs­ system, wie z. B. einem elektromagnetischen Antrieb oder einem Luftzylinder, versehen werden und ist daher kompliziert und sperrig. Ferner müssen auch die Greifer groß gehalten sein, je nach Größe und Form der dünnen Bauteile. Deshalb wird die Zufuhr von Teilen an engen Stellen schwierig.

Bei dem bekannten Verfahren zum Erfassen und Verschieben eines dünnen Bauteils durch Greifer wird schon bei einem kleinen Di­ mensionsfehler der Greifer, oder, wenn ein Fremdkörper wie z. B. ein Metallspan zwischen dem Greifer und dem Teil liegt, das Teil in schiefer Lage gehalten und der richtige Einschub erschwert, wodurch ein funktionssicherer Vorschub nicht mehr gewährleistet ist.

Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe eines verbesserten Vorschubes bei einfachen Verfahrensschritten. Eine Ausführungs­ form der Erfindung umfaßt ein vorspringendes Stück, das an der vorderen Spitze einer Vorschubstange angeordnet ist und ein dün­ nes Bauteil von unten erfaßt, wobei die Vorschubstange das dünne Bauteil an ihrer Stirnseite magnetisch festhält und schräg nach unten oder im wesentlichen waagrecht verschiebt, bis sie kurz vor dem beabsichtigten Ort anhält. Dann wird die Wirkung der ma­ gnetischen Anziehung auf das dünne Bauteil unterbrochen und das dünne Bauteil stellt sich senkrecht, während es in seinem oberen Teil von dem vorspringenden Stück gehalten wird und an seinem vorbestimmten Platz in dem Paßteil fällt.

Bei dieser Anordnung kann das dünne Bauteil stabil auf der Vor­ schubstange gehalten und genau an einen vorbestimmten Platz ge­ setzt werden, wo es sich kippend senkrecht aufrichtet. Ein vorspringendes Stück, bestehend aus einem Stopperteil zur Auf­ nahme des Kopfes eines dünnen Bauteils und einem Auflageteil, die so eingerichtet sind, daß es den Schaftteil des Bauteils aufnimmt, ist an der vorderen Spitze der Vorschubstange vorgese­ hen und wird unterhalb des Bauteils positioniert. Während der Kopf des dünnen Bauteils entlang der Innenfläche des vorsprin­ genden Teils gleitet, kippt es in die Senkrechte und fällt dann an seinen vorgesehenen Platz auf dem Paßteil. Der Schaftteil und der Kopf des dünnen Bauteils berühren das vorspringende Stück, während sie beim Kippen eine kippende Kraft aufnehmen, so daß das Teil sich aufrichtend in die Senkrechte kippt; dann löst sich das dünne Bauteil vom vorspringenden Stück und fällt an seinen Platz.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsformen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 (A)-(C) perspektivische Ansichten unterschiedlicher Formen dünner Bauteile;

Fig. 2 und 3 senkrechte Schnittansichten und Vorschubphasen eines dünnen Bauteils;

Fig. 4 und 5 perspektivische Ansichten der Frontenden von vorspringenden Stücken und unterschiedliche Formen von vorspringenden Stücken;

Fig. 6 eine vertikale Schnittansicht und die gesamte Vorschubvorrichtung;

Fig. 7 ein Längsschnitt der Vorschubvorrichtung;

Fig. 8 eine Schnittansicht des Frontendes einer Vorschubstange und eine unnormale Halteposition;

Fig. 9 eine schematische senkrechte Schnittansicht und die Vorschubphase für einen vorspringenden Bolzen;

Fig. 10 ein Längsschnitt des Vorschubgeräts;

Fig. 11 (A)-(C) schematische Darstellungen und verschiedene Phasen beim Vorschub eines dünnen Bauteils;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht des Vorderendes der Vorschubstange;

Fig. 13 und 14 eine Endansicht und ein Längsschnitt der Vorschubstange;

Fig. 15 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Vorderendes der Vorschubstange mit einem Elektromagnet;

Fig. 16 ein Längsschnitt der Vorschubvorrichtung; und

Fig. 17 eine schematische Ansicht einer Vorschubstange mit einem Elektromagnet.

Zunächst, unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 7, wird eine erste Ausführungsform gezeigt, ein dünnes Bauteil (nachstehend verein­ fachend als Teil bezeichnet) wird mit Bezugsziffer 5 gekenn­ zeichnet. Es hat einen Schaftteil 6, an den ein viereckiger Kopf 7 gemäß Fig. 1(A) oder ein Rundkopf gemäß Fig. 1(B) angrenzen kann, oder es kann auch von zylindrischem Typ sein, wie in Fig. 1(C) gezeigt wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 wird der Vorschub des Teils 5 beschrieben: Die vordere Spitze einer Vorschubstange 8 ist mit dem vorspringenden Stück 9 in Form einer Platte versehen, die so eingerichtet ist, daß sie den oberen Teil des Teils 5 von unten her aufnimmt. Beim Teil 5, das in durchgezogenen Linien darge­ stellt ist, handelt es sich um einen Bolzen mit dem Kopf 7.

Die Form des vorspringenden Stücks 9 kann so sein, wie sie in Fig. 4 für den Fall beschrieben wird, daß der Kopf 7 viereckig ist (Fig. 1(A)).

In Fällen, in denen der Kopf 7 die Form einer runden Platte ge­ mäß Fig. 1(B) hat, wird das vorspringende Stück 9 bevorzugt mit Wandteilen 28 an einander gegenüberliegenden Seiten versehen, um einen C-förmigen Rahmen zu schaffen, der so ausgebildet ist, daß sich der Kopf 7 nicht dreht.

Um Teil 5 am Vorderende durch magnetische Anziehungskräfte festzuhalten, ist die Vorschubstange 8 hohl ausgebildet und trägt, gleitend in ihrem Inneren eingeschoben, eine innere Stange, an deren Spitze ein Magnet (Permanentmagnet) 11 befe­ stigt ist. Dieser Magnet 11 fluchtet mit dem unteren Ende der Vorschubstange 8. Die Vorschubstange ist so eingerichtet, daß sie schräg nach unten oder im wesentlichen waagrecht vorgescho­ ben werden kann.

Ein Beispiel für einen Ort auf einem Paßstück 12, zu dem Teil 5 vorgeschoben werden soll, ist Loch 13 in einem Teil 12 ( Fig. 2 und 3); in diesem Fall soll ein Bolzen 5 in das Loch 13 gesetzt werden. In Fällen, in denen das Teil 5 eine Form gemäß Fig. 1(C) hat, ist das Loch in der Form ausgebildet, wie gestrichelt in Fig. 3 gezeigt.

Fig. 2 zeigt den Kopf 7 des Bolzens 5, der magnetisch von der Fläche an der vorderen Spitze der Vorschubstange 8 angezogen wird und der in eine Stellung anliegend an das Paßstück 12 vor­ geschoben und dort gehalten wird. In diesem Zustand liegt das Vorderende des Bolzens 5 sehr nahe am Loch 13. Dann wird die in­ nere Stange 10 aus der Stellung gemäß Fig. 2 zurückgezogen, um den Magnet 11 vom Kopf 7 zu lösen, wie in Fig. 3 gezeigt wird, wobei die Wirkung der magnetischen Anziehung auf den Bolzen 5 verschwindet, mit dem Ergebnis, daß der Bolzen 5 auf der Innen­ fläche des vorspringenden Stücks 9 gehalten wird und gegen den Uhrzeigersinn kippend sich aufrichtet und dann ins Loch 13 fällt. Während der Übergangsperiode dieses drehenden Kippens gleitet der Kopf 7 der Innenfläche des vorspringenden Stücks 9 entlang, während er seine Berührungsposition mit der genannten Innenfläche verändert, bis er von seinem Berührungszustand gemäß Fig. 3 in das Loch 13 fällt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 und 7, die die gesamte Vorrichtung zeigen, wird eine Vorschubstange 8 gemäß Fig. 2 und 3 abwech­ selnd in eine Hülse 14 eingeführt; ein Luftzylinder 15 ist mit dem oberen Ende der Hülse 14 verbunden, während eine Rutsche 16 an das untere Ende der Hülse 14 angeschweißt ist und an ihren Köpfen 7 hängende Bolzen aufnimmt. Am Ende der Rutsche 16 ist eine Führungsplatte 17 angebracht; ein darin angeordneter Magnet (Permanentmagnet) 18 dient dazu, die Bolzen 5 anzuziehen und einzuführen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird der Mechanismus beschrieben, durch den der Magnet 11 (bzw. die innere Stange 10) zwangsläufig zurückgeführt wird (Fig. 3). Ein an der inneren Stange 10 ange­ brachter Steuerstift 19 erstreckt sich durch einen in der Vor­ schubstange 8 in Vorschubrichtung angeordneten Schlitz 20, wobei dieser Steuerstift aus der Vorschubstange herausragt.

An der Außenseite der Hülse 14 ist ein Antriebsmechanismus 21 befestigt. Die Spule eines Elektromagnets kann als Antriebsvor­ richtung 21 dienen. Im vorliegenden Fall wird jedoch beispiels­ weise ein Luftzylinder 22 eingesetzt.

Ein an das Vorderende einer Kolbenstange 23 befestigtes Aufnah­ meteil 24 erstreckt sich durch einen Schlitz 25 in die Hülse, wobei dieser Schlitz 25 in der Hülse 14 so ausgebildet ist, daß er sich in Vorschubrichtung erstreckt; der Steuerstift und das Eingriffstück 24 liegen einander gegenüber, so daß sie aneinan­ der stoßen. Zusätzlich liegt eine Druckfeder 26 zwischen der in­ neren Stange 10 und der Vorschubstange 8, deren Federkraft der Steuerstift entgegenwirkt, der gegen das untere Ende des Schlitzes 20 gedrückt wird. Mit Bezugsziffer 27 wird die Kolben­ stange des genannten Betriebszylinders 15 bezeichnet, der an der Vorschubstange 8 anliegt.

Wenn die Vorschubstange 8 durch die Kolbenstange 27 aus dem Zu­ stand in Fig. 7 vorgeschoben wird, bis sie kurz vor dem beab­ sichtigten Ort zum Stillstand kommt, hält auch der Steuerstift 19 kurz vor dem Mitnehmerstück 24 an. Wenn das Mitnehmerstück 24 vom Luftzylinder 22 hochgezogen wird, wird die innere Stange 10 durch den Steuerstift 19 zwangsläufig zurückgezogen (Fig. 3).

Die Unterbrechung der Wirkung der Anziehungskraft auf den Bolzen 5 erfolgt im wesentlichen gleichzeitig mit, und vorzugsweise un­ mittelbar nach dem Anhalten der Vorschubstange 8.

Wie bereits beschrieben, ist es nicht mehr nötig, einen kompli­ zierten sperrigen Aufspannmechanismus, wie im Stand der Technik, einzusetzen, weil das Teil magnetisch vorn an der Spitze der Vorschubstange gehalten wird; daher ist es nach der Erfindung möglich, Teile auch an platzbeschränkte Orte vorzuschieben.

Wegen des vorgesehenen vorspringenden Stücks an der vorderen Spitze der Vorschubstange zum Halten eines Teils von unten und Abschaltens der Wirkung der magnetischen Anziehungskraft, die im wesentlichen gleichzeitig mit dem Anhalten der Vorschubbewegung der Vorschubstange erfolgt, kippt das Teil in die senkrechte Stellung, wobei der Vorschubweg des Teils immer konstant ist und der Vorschub des Teils an den gewünschten Ort gewährleistet ist.

Nachstehend wird eine Ausführungsform beschrieben, die in den Fig. 9 bis 16 dargestellt ist. Sie wird in solchen Fällen einge­ setzt, in denen dünne Bauteile mit Kopf, wie z. B. vorstehende Stifte, an bestimmten Orten eingesetzt werden müssen, z. B. in festen Elektroden ausgebildete Führungsbohrungen, insbesondere auf solchen Anwendungsgebieten, auf denen auf genaueste Anfangs­ stellung der dünnen Bauteile mit Kopf größter Wert gelegt wird.

In dem Fall, in dem die erste oben beschriebene Ausführungsform auf ein dünnes Bauteil, wie z. B. ein vorspringender Bolzen, an­ gewandt wird, nimmt das Teil manchmal eine unnormale Stellung ein, wie in Fig. 8 gezeigt. Das heißt, aus irgendeinem Grund läßt Teil 5 eine größere Lücke zwischen sich und der Endfläche der Vorschubstange, so daß die Achse des Teils 8 nicht nach der Achse der Vorschubstange ausgerichtet ist.

Das heißt, die Anfangsstellung des Teils 5 wurde nicht richtig eingestellt. Somit ergibt sich das Problem, daß Teil 5 von der Vorschubstange zum Zeitpunkt des Vorschubs der Vorschubstange abweicht bzw. wird es dann an den beabsichtigten Ort im Paßteil nicht richtig eingesetzt. Die oben angedeuteten Gründe beinhal­ ten die Tatsache, daß die Anziehungskraft des Magneten 11 schwä­ cher wird, wenn die Anziehungskraft des anderen Magneten 18 größer wird.

Nach Fig. 9 soll ein vorspringender Bolzen 5 an eine Stahl­ platte 40 angeschweißt werden. Die Stahlplatte 40 wird auf eine feststehende Elektrode 34 aufgelegt, so daß ein durchgehendes Loch 41 in der Stahlplatte mit dem Führungsloch 35 der Elektrode fluchtet.

Die Vorschubstange 8 wird so eingerichtet, daß sie schräg von oben zugeführt wird, wobei der Kopf 7 des Bolzens 5 magnetisch angezogen an der Endfläche der Vorschubstange liegt. Ferner be­ steht das vorspringende Stück 9 aus einem Stopperteil 30 und ei­ nem Auflageteil 31, wie noch beschrieben wird, und ist so einge­ richtet, daß der Bolzenschaft das Auflageteil 31 berührt. Zu­ sätzlich bezeichnet die Bezugsziffer 42 eine bewegliche Elek­ trode, die mit der feststehenden Elektrode 34 gepaart ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 10 zeigt die Vorschubstange 8, die so eingerichtet ist, daß sie hin- und hergehende Bewegungen macht, schräg nach unten, oder liegt im wesentlichen waagrecht; ihre Vorderfläche ist so eingerichtet, daß sie ein Teil 5, das aus einem Kopf 7 und einem Schaftteil 6 besteht, magnetisch anzieht. Das Vorderende der Vorschubstange 8 ist mit einem vorspringenden Stück 9 versehen, um den oberen Teil des Teils 5 von unten zu halten.

Dieses vorspringende Teil 9 ist gemäß Fig. 11(A) bis 11(C) ge­ bogen und besteht aus einem Stopperstück 30 zur Aufnahme des Kopfes 7 und einem Auflagestück 31, das so eingerichtet ist, daß es vom Schaftteil 6 berührt wird.

Falls ein Teil 5 einen viereckigen Kopf hat (Fig. 1(A)), genügt ein vorspringendes Teil 9 gemäß Fig. 12. Wenn das Teil jedoch einen runden Kopf hat (Fig. 1(B)), ist das vorspringende Teil 9 vorzugsweise an einander gegenüberliegenden Seiten mit Seiten­ wänden 32 versehen, und bildet eine C-Form (Fig. 13, 14) .

Gemäß Fig. 15 kann auch ein Auflagestück 38 als gesondertes Glied im wesentlichen rechtwinklig angeschweißt sein, um einen Vor­ sprung 9 in der Form eines umgekehrten L zu bilden.

Das Gerät gemäß Fig. 10 ist das gleiche, wie es schon in Fig. 7 gezeigt ist, jedoch mit Ausnahme des vorspringenden Stücks 9. Seine Funktion wird nachstehend beschrieben. Die Vorschubstange 8, die das Teil 5 magnetisch festhält, wird durch die Kraft des Luftzylinders 15 an einen bestimmten Ort vorgeschoben; wenn es dort anhält, liegt der Steuerstift 19 dicht auf dem Mitnehmer­ stück 24 auf, die Wirkung des Luftzylinders 22 hebt dann das Mitnehmerstück 24 an, so daß seine Verschiebung auf den Steuer­ stift 19 und die innere Stange 10 übertragen wird; der Magnet 11 wird somit vom Kopf 7 abgehoben, so daß seine Anziehungswirkung auf das Teil 5 verschwindet.

In Fig. 11(A) bis 11(C) ist dargestellt, wie das Teil 5 fällt, nachdem die Anziehungswirkung verschwunden ist. In Fig. 11 (A) steht der Kopf 7 unter der Wirkung der magnetischen Anziehungs­ kraft noch in enger Berührung mit der Endfläche der Vorschub­ stange, wenn die Ecke des Vorderendes des Auflageteils 31 bei 33 den Schaftteil 6 berührt, und verhindert, daß das Teil 5 eine unnormale Stellung wie in Fig. 8 einnehmen kann. Wenn die Wir­ kung der magnetischen Anziehungskraft verschwindet, beschreibt Teil 5 einen Bewegungsweg, der eine Kombination der Bewegung des Kopfes 7, der auf der Innenfläche des Stopperteils 30 gleitet, und der Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn um den Berührungs­ punkt 33 ist. Fig. 11(B) zeigt die anfängliche Lage dieser Kom­ binationsbewegung, Fig. 11(C) zeigt, wie der Kopf 7 fällt, nachdem er aus dem Auflageteil 31 herausgeglitten ist.

Das Gerät gemäß Fig. 16 ist konstruiert, um die Auswirkung der magnetischen Anziehungskraft auf Teil 5 durch Zurückziehen der mit einem Magnet versehenen Führungsplatte 22 zu unterbrechen; nur diejenigen Teile werden im folgenden beschrieben, die sich von dem Gerät gemäß Fig. 10 unterscheiden.

Eine Führungsplatte 17 mit einem integral eingesetzten Magnet 18 ist in Vorschubsrichtung verschiebbar auf der Außenfläche der Vorschubstange 8 angeordnet und ist mit der Innenstange 10 durch eine Schraube 36 verbunden, die durch einen sich in Hubrichtung erstreckenden Schlitz 37 in der Vorschubstange 8 ragt. Zusätz­ lich trägt die Innenstange keinen aufmontierten Magnet, aber in Abhängigkeit von dem Gewicht des Teils und dem Gleichgewicht zwischen dem Kopfteil und dem Schaftteil kann ein Magnet darauf aufmontiert werden, wie in Fig. 10 gezeigt.

Das vorspringende Stück transportiert dann das Teil in der rich­ tigen Stellung an einen vorbestimmten Ort; die Stellung des Teils 5 in der Nähe des vorgegebenen Orts bleibt konstant und ermöglicht es dem Teil 5, zu fallen, während es in der oben be­ schrieben Kippstellung steht; somit wird der Bewegungspfad der Teile 5 vereinheitlicht, um das richtige Einsetzen mit hoher Wahrscheinlichkeit zu garantieren.

Zusammen mit der Verwirklichung des weitgehend praktischen Ver­ haltens der oben beschriebenen Teile 5 ermöglicht das Vorsehen eines vorspringenden Teils besonderer Form und eine Anordnung zur Steuerung des Vorhandenseins bzw. Fehlens der magnetischen Anziehungskraft eine Ausführungsform der Erfindung mit viel we­ niger Platzbedarf, als beim herkömmlichen Muster eines Geräts mit Spannfuttermechanismus an der Vorderseite der Vorschub­ stange; somit können Teile auch unter beschränkten Platzverhält­ nissen gesetzt werden.

Die Erfindung löst die bei einem Spannfuttermechanismus infolge beschränkten Platzes auftretenden Probleme.

Die Mittel zum Übertragen einer Magnetkraft auf das Vorderende der Vorschubstange beschränken sich nicht auf einen Permanentma­ gneten, wie er in den gezeigten Ausführungsformen dargestellt wird. Z. B. wird in Fig. 17 ein Elektromagnet gezeigt. In diesem Fall läuft die Vorschubstange 8 im Inneren einer Erregerspule 58 und die Magnetkraft wird durch Abschalten des Erregerstroms un­ terbrochen, nachdem die Vorschubstange 8 um eine vorbestimmte Strecke vorgeschoben wurde.

Claims (3)

1. Verfahren zum Vorschub dünner Bauteile, wobei ein vorsprin­ gendes Stück an der Vorderseite einer Vorschubstange vorgese­ hen ist, um die dünnen Bauteile von unten zu stützen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubstange (8) schräg nach unten oder im wesentlichen waagrecht vorgeschoben wird, wobei die dünnen Bauteile (5) magnetisch am Vorderende der Vorschub­ stange (8) festgehalten werden und die Vorschubstange (8) kurz vor Erreichen des beabsichtigten Orts angehalten und im wesentlichen zum Zeitpunkt dieses Anhaltens die Wirkung der magnetischen Anziehungskraft auf das dünne Bauteil (5) unter­ brochen wird, worauf das dünne Bauteil (5), das an seinem oberen Teil (7) von dem vorspringenden Stück gehalten wird, an den vorgegebenen Platz in einem Paßstück fallen kann, wo­ bei es sich kippend aufrichtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein vorspringendes Teil (9), bestehend aus einem Stopperteil (30) zur Aufnahme des Kopfes (7) eines dünnen Bauteils (5) und ei­ nem Auflageteil (31), das eingerichtet ist, um vom Schaftteil des dünnen Bauteils berührt zu werden, an der Vorderseite ei­ ner Vorschubstange vorgesehen ist, wobei die Anordnung so ist, daß sich das dünne Bauteil (5), während sein Kopf (7) an der Innenfläche des vorspringenden Teils (9) entlanggleitet, kippend aufrichtet und dann am vorbestimmten Ort in ein Paß­ teil fällt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch ein Gerät zum Einsetzen dünner Bauteile, ein vorsprin­ gendes Teil (9) an der Vorderseite einer Vorschubstange (9), die so eingerichtet ist, daß sie schräg nach unten oder im wesentlichen waagrecht hin- und herbewegbar ist, wobei dieses vorspringende Teil (9) aus einem Stopperteil (30) zur Auf­ nahme des Kopfes (7) eines dünnen Bauteils (5) und aus einem Auflageteil (31) besteht, das so eingerichtet ist, daß es den Schaftteil (6) des dünnen Bauteils (5) berührt, wobei das vorspringende Teil (9) unterhalb des Bauteils positioniert wird, eine Magnetkraft auf das Vorderende der Vorschubstange (8) aufgebracht wird, um das dünne Bauteil (5) magnetisch festzuhalten, wobei die Anordnung so ist, daß die Wirkung der Magnetkraft unterbrechbar ist.