DE60009161T2

DE60009161T2 - Presse und zuführsystem für eine presse

Info

Publication number: DE60009161T2
Application number: DE60009161T
Authority: DE
Inventors: Ian Tunbridge Wells GASKIN; Andrew Cheltenham RODGERS; John Berinsfield WHITE
Original assignee: Bas Components Ltd
Current assignee: Bas Components Ltd
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2020-12-16
Also published as: US6990897B2; CA2394461C; DE60009161D1; ES2215774T3; WO2001043913A1; EP1250211A1; EP1250211B1; CA2394461A1; ATE261792T1; US20030116038A1; AU2200101A; GB9929931D0

Description

Diese Erfindung betrifft eine Zuführvorrichtung für das Zuführen von Teilen, insbesondere von Befestigungselementen, wie beispielsweise Muttern und Bolzen, zu einer Folge- oder Transferpresse, und insbesondere einen Einbaukopf für das Pressen des Befestigungselementes in ein anderes Bauteil, wie beispielsweise ein Blechelement.
Wenn eine Flanschmutter oder ein Flachrundkopfbolzen, wie beispielsweise die, die von dem Anmelder unter dem Markennamen FLANGEFORM verkauft und im allgemeinen im GB-A-14 74 766 beschrieben werden, an einem geformten Blechteil montiert wird, ist es wünschenswert, den Bolzen gleichzeitig zu befestigen, während weitere Preßvorgänge durchgeführt werden.
Ein bekanntes Problem bei der Handhabung von Bolzen in derartigen Pressen ist das Sichern der richtigen Anordnung und Ausrichtung des Bolzens durchgängig über seinen Weg von einem Zuführbehälter (in dem die Bolzen einfach wahllos ausgerichtet sind) zu einer endgültigen Position, am gewünschten Bauteil, beispielsweise einem Blech, in der gewünschten Position mittels der Presse befestigt. Die Bolzen zeigen eine Tendenz, die falsche Position einzunehmen, und wenn das geschieht, können ernsthafte Folgen auftreten, die sich von einer Erhöhung der Anzahl der Bolzen, die unzureichend befestigt werden, bis zum Blockieren der Presse mit folgendem Verlust an Produktionszeit oder sogar Beschädigung an den Pressenwerkzeugen oder anderen Bauteilen der Presse bewegen.
Indem eine bessere Bolzenpositionierung und Steuerung durchgehend im Weg vom Zuführbehälter bis zur Halterung durch die Presse bewirkt wird, kann das Auftreten einer unzureichenden Befestigung oder weiterer Störungen im wesentlichen verringert werden.
Beispiele für Einbauköpfe werden im WO 9934953A, das den naheliegendsten Stand der Technik verkörpert, und im US-A-3466730 gezeigt.
Die vorliegende Erfindung wird im beigefügten Patentanspruch 1 dargelegt.
Es wird erkannt, daß das Pressenelement in einen Teil des Pressenkopfes eingebaut werden kann, der während des Preßvorganges bewegt wird.
In einer speziell bevorzugten Form ist die Aufnahme- und Halteeinrichtung des Pressenelementes ausgeführt, um einen Schaft des Bolzens aufzunehmen und zu halten.
Vorzugsweise ist der Einbaukopf in Kombination mit einem Bolzenzuführmechanismus versehen, der aufweist: einen Verschluß; eine Vielzahl von Elementen an einem Austrittsende des Verschlusses und in Richtung zueinander vorgespannt, wobei die Elemente einen konischen Austritt am Austrittsende des Verschlusses bilden, und eine hin- und hergehende Einrichtung im Verschluß, die so ausgeführt ist, daß ein Vorwärtshub bewirkt wird, um einen Bolzenschaft zuerst längs des Verschlusses in Richtung des konischen Austrittes und danach weiter zu drücken, bis der Kopf des Bolzens durch den konischen Austritt hindurchgegangen ist, während die Elemente auseinandergedrückt werden, und um dann einen Zurückziehhub auszuführen.
Die konische Öffnung kann durch längliche, drehbar angeordnete Elemente gebildet werden und dient dazu, den Bolzen auszurichten und bei der Kontrolle des Auswerfens des Bolzens aus dem Verschluß zu helfen.
Weitere bevorzugte, charakteristische Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Patentansprüchen ersichtlich.
Die Erfindung wird jetzt als Beispiel mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:
1 und 2 einen Teil eines Zuführsystems entsprechend der Erfindung in vertikaler Teilschnittdarstellung mit einem Einbaukopf und einem Bolzen, jeweils in zwei unterschiedlichen Positionen;
3 und 4 einen Teil des in 1 und 2 gezeigten Systems in horizontaler Teilschnittdarstellung, die ein Paar drehbar angeordnete Elemente des Bolzenzuführmechanismus in zwei unterschiedlichen Positionen zeigt;
5 eine Seitenansicht des Systems aus 1;
6 und 7 Teilschnittdarstellungen längs der Schnittlinien A–A und B–B in 5, und
8 schematisch eine Steueranordnung für das System.
1 und 2 zeigen einen Einbaukopf für eine Presse, der einen Hauptblock 50 aufweist, der mittels einer Einrichtung, die nicht gezeigt wird, vertikal hin- und herbeweglich ist und einen Bolzenzuführmechanismus enthält, der im allgemeinen mit 10 angegeben wird. Der Bolzenzuführmechanismus 10 ist mit einem Ende eines Zuführrohres 12 verbunden, längs dessen die Bolzen 14 mit einem Schaft 16 und einem Kopf 18 mit dem Schaft zuerst zugeführt werden. Sie werden in das obere Ende des Rohres 12 (nicht gezeigt) mittels einer konventionellen Vibrationstrommelzuführeinrichtung (nicht gezeigt) zugeführt. Unterhalb des Austrittes des Zuführrohres 12 befindet sich ein Verschluss 20, der in einem Werkzeugkörper 22 eingesetzt ist, in den die Bolzen 14 fallen.
3 zeigt den Verschluß 20 von oben und zeigt insbesondere ein Paar drehbar angeordnete Elemente 24, 26, die an ihren Enden angrenzend an das Zuführrohr 12 durch Vertikalachsendrehpunkte 28, 30 gedreht und in Richtung zueinander mittels einer Einrichtung (nicht gezeigt) vorgespannt werden. Die drehbar angeordneten Elemente 24, 26 sind so geformt, daß sie sich von ihren benachbarten Rändern nach oben biegen, um eine Halbtrommel zu bilden, in der ein Bolzen liegen kann (wie in 7 gezeigt wird).
Die Enden der drehbar angeordneten Elemente 24, 26, die von den Drehpunkten 28, 30 abgelegen sind, sind so geformt, daß sie eine konische Öffnung 34 bilden. Am anderen Ende des Verschlusses 20, angrenzend an das Zuführrohr 12, befindet sich eine Öffnung 36 auf der Mittellinie des Verschlusses; ein Druckelement 38 ist innerhalb des Verschlusses 20 angeordnet, und es ist innerhalb des Verschlusses mittels eines doppeltwirkenden Kolbenzylinders 40 hin- und herbeweglich. Der Kolben ist pneumatisch betätigbar, wie durch die Druck/Austrittsöffnungen 42, 44 gezeigt wird, verbunden mit einer Druckquelle, nicht gezeigt, und die Hin- und Herbewegung des Kolbens ist mittels eines Mikroschalters 46 steuerbar.
1 zeigt einen Bolzen 14, genau bevor er in den Verschluß 20 fällt. 2 zeigt den Bolzen 14 nach dem Fallen; er liegt mit seinem Kopf 18 angrenzend an das Druckelement 38, und seine Mittelachse neigt sich nach unten, weil das Ende 17 des Bolzenschaftes 16 auf dem Boden der Halbtrommel liegt.
Während der Kolbenzylinder 40 arbeitet, um das Druckelement 38 längs des Verschlusses 20 zu bewegen, wird der Bolzen 14 so gedrückt, daß sich sein Ende 17 auf der konischen Öffnung 34 nach oben bewegt, bis die Mittelachse des Bolzens horizontal ist, und der Bolzenschaft 16 wird dann durch die Austrittsöffnung 35 gepreßt.
Bisher haben sich die drehbar angeordneten Elemente 24, 26 nicht bewegt. Während das Druckelement 38 den Bolzen 14 weiter längs des Verschlusses 20 bewegt, so daß der Kopf 18 des Bolzens 14 die konische Öffnung 34 erreicht, drehen sich die drehbar angeordneten Elemente 24, 26, um eine breitere Öffnung bereitzustellen, damit der Kopf 18 hindurchgehen kann. Das kann in 4 gesehen werden. Nachdem der Bolzenkopf 18 den Verschluß 20 verlassen hat, werden die drehbar angeordneten Elemente 24, 26 in ihre in 3 gezeigte Position mittels der Federeinrichtung (nicht gezeigt) zurückgeführt. Der Kolbenzylinder 40 zieht das Druckelement 38 zurück, bis es vom Ende des Zuführrohres 12 weg ist, und ein weiterer Bolzen 14 wird in den Verschluß 20 geliefert, d.h., wie es in 1 gezeigt wird.
Mit Bezugnahme auf die linken Seiten in 1 bis 5 der Zeichnungen zeigen diese einen Einbaukopf, in den die Bolzen 14 für eine anschließende Anordnung und Befestigung während des Preßvorganges eingesetzt werden. Links von der Verschlußaustrittsöffnung 35 ist ein Hauptblock 50 mit festen Wänden und einer mittleren, kreisförmigen Öffnung 52 vorhanden. Innerhalb der Öffnung 52 befindet sich ein kurzer Zylinder 54, der um eine horizontale Achse unter rechten Winkeln zur Achse des Kolbenzylinders 40 drehbar und innerhalb des Hauptblockes 50 eingesetzt ist. Ein Segmentschlitz im Zylinder 54 gestattet eine Verbindung des Zylinders 54 über ein Verbindungsteil 59 und einen Drehpunkt 57 mit einem Ende eines Kolbens 58, der einen Teil einer pneumatischen Kolbenzylindervorrichtung 60 mit Druck/Austrittsöffnungen 62, 64 bildet.
Innerhalb des Zylinders 54 ist eine radiale Bohrung vorhanden, in der eine Buchse 56 mit einer mittleren Bohrung befestigt ist, die eine Eintrittskammer bildet, in die der Schaft 16 des Bolzens 14 gelangen kann, wie in 1 zu sehen ist. Der Kopf 18 des Bolzens 14 ragt aus der mittleren Bohrung heraus und liegt an den Vorsprüngen 58 der Buchse 56 an.
Der Zylinder 54 ist in der Öffnung 52 durch den sich vorwärtsbewegenden oder zurückziehenden Kolben 58 über 90° zwischen einer Position, in der die Bohrung der Buchse 56 horizontal ist, wobei sie sich seitwärts von der Presse öffnet (2, definiert durch ein Anstoßen zwischen einem Teil des Zylinders 54 und einem Teil des Blockes 50), und einer drehbar, in der sie vertikal ist, wobei sie sich in der Preßrichtung öffnet (1, definiert durch das Anstoßen der Buchse 56 am unteren Teil des Blockes 50). Wenn sie horizontal ist, 2, wird die Bohrung der Buchse 56 mit der Achse der konischen Öffnungen 34, 35 am Ende des Verschlusses 20 ausgerichtet, so daß ein Bolzen 14 durch die Öffnung 34 und in die Bohrung der Buchse 56 hinein gedrückt werden kann. Sobald das erfolgt ist, kann der Kolben 58 zurückgezogen werden, um den Zylinder 54 in eine Position zu drehen, in der die Bohrung der Buchse 56 vertikal ist, und der Kopf 18 des Bolzens 14 ragt unterhalb der Buchse 56 heraus, wie in 1 gezeigt wird. Mit dem Zylinder 54 in dieser Position wird die gesamte Baugruppe, die in 1 bis 5 gezeigt wird, nach unten (Pfeil P) bewegt, um den Bolzen 14 nach unten zu bewegen, um den Kopf 18 teilweise durch eine Öffnung in einem Blech für einen Formvorgang zu pressen. Eine Form auf der Unterseite des Bleches ermöglicht, daß der Kopf des Bolzens 14 am Blech mittels bekannter Verfahren befestigt wird, wie beispielsweise mittels dem, das in den US-Patenten Nr. 3938239 und 3018257 beschrieben wird. Während dieses Vorganges wird der Bolzenkopf 18 in die Form unter dem Blech unter dem Druck verformt, der durch die Vorsprünge 58 der Buchse 56 angewandt wird.
Der Zylinder 54 wird über im wesentlichen seine vollständige Breite in der Öffnung 52 im Block 50 getragen, während der Zylinder 54 gedreht wird und während des Preßvorganges, wie aus 6 gesehen werden kann.
Wie es vorangehend bemerkt wird, muß der Zylinder 54 zwischen den zwei Positionen genau 90° auseinander hin- und herbewegt werden, und diese Genauigkeit wäre schwierig zu erreichen, indem man sich nur auf die Endpositionen des Kolbens 58 innerhalb des Pneumatikzylinders 60 verläßt. Eine genaue Positionierung kann mittels der in 5 gezeigten Einrichtung zustande gebracht werden. Der Zylinder 54 weist an jedem Ende eine Fläche auf, die weggefräst wurde, um einen bogenförmigen Abschnitt 66 hochstehen zu lassen. Die sich radial erstreckenden Enden 68, 70 des bogenförmigen Abschnittes 66, die in 5 sichtbar sind, berühren eine Wand 72, die aus dem Hauptblock 50 vorsteht, die als ein Anschlag wirkt, um die Bewegung auf genau 90° zu begrenzen. Angrenzend an den Teil der Wand 72, der als ein Anschlag für das Ende 70 wirkt, befindet sich ein Näherungssensor 74 für das Ermitteln, wenn der bogenförmige Abschnitt 66 mit der Wand 72 fest in Kontakt ist. Wenn dort kein derartiger Kontakt zu verzeichnen ist, dann ist der Zylinder 54 nicht in einer Position, wo die Buchse 56 und der Bolzen 14 genau vertikal sind, und ein Absenken der Baugruppe, um den Bolzen 14 im Blech zu befestigen, kann verhindert werden.
8 zeigt, daß die Funktion des Bolzenzuführsystems und eine Kaltformpresse (nicht gezeigt) mittels eines PC 76 gesteuert werden können, der Steuersignale zu geeigneten, elektrisch gesteuerten Ventilen liefert, die in die Pneumatikleitungen eingeschaltet sind, die zu den Druck/Austrittsöffnungen 42, 44 des Kolbenzylinders 40 und der Druck/Austrittsöffnung 62, 64 des Zylinders 60 zu geeigneten Zeitpunkten im Arbeitszyklus führen. Der PC 76 weist Eingangsleitungen für das Empfangen von Signalen vom Näherungssensor 74 und Mikroschalter 46 und eine Ausgangsleitung 78 auf, um ein Sperrsignal zur Hauptsteuerung des Mechanismus für das Betätigen der Presse zuzuführen, wenn der sich drehende Zylinder 54 nicht in der richtigen Position ist, damit der Bolzen 14 wirksam und sicher in das Blech eingesetzt und befestigt werden kann.
Bei der Funktion, beginnend in der in 2 gezeigten Position, wird der pneumatische Kolbenzylinder 40 so betätigt, daß der Schaft des Bolzens 14 zuerst in die Buchse 56 gedrückt wird, bis der Bolzenkopf 18 die Elemente 24, 26 freigibt und an den Vorsprung 58 anstößt. Der Bolzenschaft 16 wird in der Buchse 56 erfaßt, beispielsweise mittels eines Kugel- und Federmechanismus. Der Kolben 60 wird danach betätigt, um das Element 54 zu drehen, um den Bolzen 14 vertikal auszurichten, wie in 1. Der Pressenkopf 50 wird danach betätigt, um den Bolzen 14 an einem Blech zu befestigen, das bearbeitet wird. Während der Einbaukopf betätigt wird, wird ein neuer Bolzen 14 mit dem Verschluß 20 geliefert.
Es wird erkannt werden, daß die Vorrichtung mit unterschiedlichen Bolzenlängen betätigt werden kann, wenn der Verschluß 20 und die Bohrung der Buchse 56 so konstruiert sind, daß die maximale, gewünschte Bolzenlänge aufgenommen wird. Für Bolzen unterschiedlicher Größe können die Buchse 56 und die drehbar angeordneten Elemente 24, 26 ausgewechselt werden.

Claims

Einbaukopf, der so ausgeführt ist, daß er ein Befestigungselement für das Sichern des Befestigungselementes (14) an einem Blechelement bei der Betätigung des Kopfes mittels einer Presse aufnimmt, wobei der Kopf einen Hauptblock (50) mit einer Bohrung (52), ein zylindrisches Pressenelement (54) aufweist, das eine Einrichtung (56) für das Aufnehmen und Halten des Befestigungselementes aufweist, wobei das Pressenelement (54) in der Bohrung (52) zwischen einer ersten Position, in der das Befestigungselement durch die Einrichtung für das Aufnehmen und Halten des Befestigungselementes aufgenommen und in Position relativ zum Pressenelement (54) gehalten wird, und einer zweiten Position für die Betätigung der Presse drehbar ist.
Kopf nach Anspruch l, bei dem in der ersten Position die Aufnahme- und Halteeinrichtung (56) des Pressenelementes seitlich von der Betätigungsrichtung der Presse liegt, und bei dem in der zweiten Position die Aufnahme- und Halteeinrichtung (56) des Pressenelementes in der Richtung des Pressens liegt.
Kopf nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Anschläge (68, 70) vorhanden sind, um die Bewegung des Pressenelementes in der ersten und der zweiten Position zu begrenzen.
Kopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, der eine Einrichtung für das Nachweisen der Position des Pressenelementes (74) umfaßt.
Kopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Hauptblock (50) bei Betätigung der Presse bewegt wird.
Kopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Aufnahme- und Halteeinrichtung (56) des Pressenelementes eine Eintrittskammer für das Aufnehmen und Halten eines Schaftes (16) eines Bolzens (14) aufweist.
Kombination eines Einbaukopfes nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und eines Bolzenzuführmechanismus für das Zuführen eines Bolzens (14) in den Kopf, wobei der Bolzenzuführmechanismus aufweist: einen Verschluß (20); eine Vielzahl von Elementen (24, 26) an einem Austrittsende des Verschlusses (20) und in Richtung zueinander vorgespannt, wobei die Elemente einen konischen Austritt (34) am Austrittsende des Verschlusses (20) bilden, und eine hin- und hergehende Einrichtung (38) im Verschluß (20), die so ausgeführt ist, daß ein Vorwärtshub bewirkt wird, um einen Schaft des Bolzens (14) zuerst längs des Verschlusses (20) in Richtung des konischen Austrittes (34) und danach weiter zu drücken, bis der Kopf (18) des Bolzens (14) durch den konischen Austritt (34) hindurchgegangen ist, während die Elemente (24, 26) auseinandergedrückt werden, und um dann einen Zurückziehhub auszuführen, wobei der Bolzen (14) im Pressenelement (54) aufgenommen wird.
Kombination nach Anspruch 7, bei der der Verschluß mindestens teilweise durch eine Vielzahl von länglichen Elementen (24, 26) definiert wird, die drehbar an einem Ende distal vom Verschlußaustritt montiert und in Richtung zueinander vorgespannt sind, wobei die anderen Enden der länglichen Elemente die Elemente definieren, die den konischen Austritt (34) bilden.
Kombination nach Anspruch 8, bei der die drehbar angeordneten Elemente einen offenen Kanal für das Aufnehmen eines Bolzens (14) definieren, und bei der die drehbar angeordneten Elemente eine Austrittsöffnung (34) mit einem im allgemeinen kreisförmigen Querschnitt am Austrittsende des Kanals definieren, um den Bolzenschaft (16) auszurichten, während der Bolzen (14) längs des Kanals geschoben wird.
Kombination nach Anspruch 9, bei der zwei drehbar angeordnete Elemente (24, 26) vorhanden sind.
Kombination nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der ein Zuführrohr (12) für das Zuführen eines Bolzens (14) in den Verschluß (20) von oben von einem Ende davon vorhanden ist.