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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(1) ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft allgemein Befestigungswerkzeuge und Befestigungselemente
tragende Bänder
für diese,
und sie betrifft insbesondere einen Zuführkopf für eine Befestigungsmaschine
nach dem Oberbegriff der Ansprüche
1 bzw. 6.
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Der
Begriff „Befestigungselement" soll Nieten, Schrauben
und andere Befestigungsvorrichtungen einschließen.
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(2) BEKANNTER TECHNISCHER STAND
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US-A-4615475 (Fuhrmeister)
(=
AU-B-28506/84 (556811)
= internationale Publikation Nr.
WO84/04710 )
legt eine Zuführvorrichtung
für Befestigungselemente
mit Kopf offen, bei der die Befestigungselemente, die in einem Band
befestigt sind, nacheinander in Ausrichtung mit dem Stempel und der
Matrizenbaugruppe einer Befestigungsmaschine durch ein hin- und
hergehendes Betätigungselement vorwärtsbewegt
werden, das zeitlich durch den Kolben gesteuert wird, der den Stempel
hält, wobei
das Betätigungselement
lösbar
in die Köpfe
der Befestigungselemente eingreift, um die Befestigungselemente
vorwärtszubewegen.
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Die
Zuführvorrichtung
und die Befestigungsmaschine haben sich in einem breiten Bereich
von Industrien als kommerziell erfolgreich erwiesen. Es gibt jedoch
bestimmte Anwendungen, z. B. in der Fahrzeugindustrie und der Industrie
für weiße Küchengeräte ("white goods"), bei denen die
Abmessungen des Zuführkopfes
den Einsatz der Befestigungsmaschine zur Verbindung von Komponenten
untereinander ausschließen,
wenn nur ein begrenzter Raum vorhanden ist.
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Außerdem begrenzt
auch der Mindestkrümmungsradius
des Bandes beim Eintritt und Verlassen der Zuführvorrichtung die Verringerung
der Größe der oben
beschriebenen Zuführvorrichtung,
damit sie derartigen Anwendungen angepaßt werden könnte.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Zuführkopf für eine Befestigungsmaschine
bereitzustellen, was den Einsatz der Befestigungsmaschine in begrenzten
Räumen
ermöglicht.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ziel ist es, eine Zuführvorrichtung bereitzustellen,
bei der in die Schäfte oder
Zapfen der Befestigungselemente eingegriffen wird, wenn die Befestigungselemente
durch den Stempel vorwärtsbewegt
werden, um zu verhindern, daß die
Befestigungselemente kippen oder zur Matrizenbaugruppe fehlausgerichtet
werden.
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Es
ist noch ein weiteres bevorzugtes Ziel, einen Zuführkopf in
einer entfernten, feststehenden Position mit Abstand zum Stempel
und zur Matrizenbaugruppe und einer unterschiedlichen Ausrichtung bereitzustellen,
um den Zugang zu verbessern.
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Es
ist noch ein weiteres bevorzugtes Ziel, einen entfernt angeordneten
Antrieb für
den Zuführkopf
bereitzustellen.
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Andere
bevorzugte Ziele werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Der
Begriff „Befestigungsmaschine" wird nachstehend
so angewendet, daß er
sich auf Befestigungsmaschinen des Typs bezieht, der in der oben genannten
US-A-4615475 offengelegt
worden ist, unter Berücksichtigung
der Modifikationen und Verbesserungen, die nachstehend beschrieben
und veranschaulicht werden, soll aber nicht auf solche Maschinen
beschränkt
sein.
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Der
Begriff „Schaft" eines Befestigungselements
wird nachstehend so angewendet, daß er auch einen „Zapfen" eines Befestigungselements einschließt.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zuführkopf für eine Befestigungsmaschine
bereitgestellt, der folgendes einschließt:
einen an einem Kolben
mit Stempel montierbaren Zuführblock,
eine Führungsbahn
im Block,
einen mit dem Stempel fluchtenden Befestigungselement-Führungsdurchgang
unter der Führungsbahn,
Trägerband-Antriebsmittel
zum Schieben oder Ziehen des Trägerbandes
durch die Führungsbahn,
gekennzeichnet durch:
lösbar
mit dem Kopf und/oder Schaft des Befestigungselements in Eingriff
bringbare Anschlagmittel oder eine Schalteinrichtung, die an den
Trägerband-Antriebsmitteln
betrieben wird, um zu bewirken, daß das Trägerband selektiv vorwärtsbewegt
wird, so daß der
Stempel das Befestigungselement bei der Abwärtsbewegung des Stempels aus
dem Trägerband
in den Befestigungselement-Führungsdurchgang
treibt, wobei das Trägerband
gegen Bewegungen festgehalten wird, bis der Stempel aus dem Trägerband
herausgezogen wird.
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Vorzugsweise
führt ein
Einlaß-Führungsdurchgang
oder -rohr das Trägerband
von einer Quelle (z. B. einer Spule) zur Führungsbahn, wobei ein ähnlicher
Auslaß-Führungsdurchgang
das leere Trägerband
von der Führungsbahn
wegführt,
wobei das Trägerband
um Rollen, Räder
oder Zahnräder geführt wird,
wenn es beim Eintritt in die Führungsbahn
und beim Austritt aus dieser seine Richtung ändert.
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Das/die
Zahnrad/Zahnräder
kann/können Rastmittel
haben, um die Vorwärtsbewegung
des Trägerbandes
zu schalten und/oder um dessen Zurückziehen zu verhindern, wenn
der Kolben vorwärts zur
Matrize hin bewegt wird.
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In
der Führungsbahn
können
Kopf- und/oder Schaftanschlagmittel bereitgestellt werden, um die Vorwärtsbewegung
der Befestigungselemente mit dem Stempel und dem Befestigungselement-Führungsdurchgang zur Ausrichtung
zu bringen, wobei die Schaftanschlagmittel vorzugsweise gefedert
und zurückziehbar
sind, während
der Stempel die Befestigungselemente vom Trägerband vorwärtsbewegt.
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Vorzugsweise
sind die Schäfte
lösbar
mit zurückziehbaren
Rollen im Befestigungselement-Führungsdurchgang
im Eingriff, um die Ausrichtung der Befestigungselemente mit dem
Stempel und der Matrize aufrechtzuerhalten, wenn die Befestigungselemente
durch den Stempel vorwärtsbewegt
werden.
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Sondenmittel,
z. B. ein Begrenzungsschalter, Annäherungsschalter, Lichtschalter
oder dergleichen, können
im Zuführblock
bereitgestellt werden, um festzustellen, wenn das Befestigungselement
mit dem Stempel und der Matrize ausgerichtet ist, um die Trägerband-Antriebsmittel
auszuschalten und/oder die Vorwärtsbewegung
des Stempels hin zu den Befestigungselementen einzuleiten.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Zuführkopf für eine Befestigungsmaschine
bereitgestellt, der folgendes einschließt:
eine Führungsbuchse,
einen
zum koaxialen Vorwärtsbewegen
und Zurückziehen
durch die Führungsbuchse
montierten Kolben,
einen Stempel am vorderen Ende des Kolbens,
einen
mit dem Kolben ausgerichteten Befestigungselement-Abgabedurchgang,
eine
mit Zwischenraum zu einer Seite der Führungsbuchse angeordnete Führungsbahn
zum Führen
eines Trägerbandes
von Befestigungselementen,
Mittel zum Vorschieben des Trägerbands
durch die Führungsbahn,
gekennzeichnet durch:
Übertragungsmittel
zum sequentiellen Eingreifen in Befestigungselemente im Trägerband
in der Führungsbahn
und zum Transportieren der Befestigungselemente in eine Abgabeposition,
die mit dem Stempel und dem Befestigungselement-Abgabedurchgang
ausgerichtet ist, und
Anschlagmittel für den lösbaren Eingriff mit dem Kopf und/oder
Schaft des Befestigungselements oder am Trägerband-Antriebsmittel betriebene
Schaltmittel, um die selektive Vorwärtsbewegung des Trägerbandes
zur Ausrichtung mit den Übertragungsmitteln
zu bewirken.
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Vorzugsweise
ist die Führungsbuchse
in einem Zylinder montiert. Der Zylinder ist vorzugsweise an einem
Befestigungsblock montiert, der an einer Gleiteinheit an einer Backe
des Rahmens einer Befestigungsmaschine befestigt ist. Es werden
Betätigungselemente
bereitgestellt, um den Befestigungsblock auf der Backe anzuheben
und abzusenken.
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Der
Befestigungselement-Abgabedurchgang ist vorzugsweise mit der Befestigungselement-Stauchmatrize an
der anderen Backe ausgerichtet. Vorzugsweise wird ein Paar gefederter
Anschlage, z. B. von Profilrollen, angrenzend an den Befestigungselement-Abgabedurchgang
bereitgestellt, um beim Transport durch die Übertragungsmittel lösbar in
die Schäfte
der Befestigungselemente einzugreifen, wobei die Anschläge durch
den Stempel auseinander bewegt werden können, wenn dieser die Befestigungselemente
durch den Befestigungselement-Abgabedurchgang vorwärtsbewegt.
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Vorzugsweise
ist die Führungsbahn
profiliert, um das Trägerband
bei seiner Bewegung in einer Bahn quer zu den Backen des Rahmens
der Befestigungsmaschine und mit Abstand von der Führungsbuchse
nach innen zu tragen.
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Die
Mittel zur Zuführung
des Trägerbandes können Schalträder, Zahnräder oder
Blöcke
einschließen,
die in das Trägerband
und/oder die Befestigungselemente eingreifen, um die Befestigungselemente
sequentiell zur Ausrichtung mit den Übertragungsmitteln vorwärtszubewegen.
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Die Übertragungsmittel
schließen
vorzugsweise ein Vordrückerblatt
ein, das in die Schäfte
der Befestigungselemente eingreift, wobei das Vordrückerblatt
durch einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder, einen Schaltmagneten
oder ein mechanisches Betätigungselement
hin- und hergehend bewegt werden kann, um die Befestigungselemente am
dem Band in die Abgabeposition zu drücken.
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Vorzugsweise
greift das Vordrückerblatt knapp
unterhalb der Köpfe
der Befestigungselemente in die Schäfte ein und kann wahlweise
auch unter dem Trägerband
und/oder den Köpfen
der Befestigungselemente in die Schäfte eingreifen.
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Nach
einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Befestigungsmaschine
bereitgestellt, die einen Zuführkopf
hat, wie er oben definiert worden ist, und die gekennzeichnet ist
durch einen flexiblen Antrieb, wobei der Antrieb folgendes umfaßt:
einen
Motor, der an einem oder angrenzend an einen Rahmen einer Befestigungsmaschine
montiert ist, wobei die Maschine eine obere Backe, die den Zuführkopf trägt, und
eine untere Backe mit einer Stauchmatrize hat,
wenigstens ein
Zahnrad an der oberen Backe und mit dieser bewegbar, um das Trägerband
vorwärtszubewegen,
um Befestigungselemente zur Ausrichtung mit dem Stempel zu schalten,
einen
Winkelantrieb mit einem Ausgang, der funktionell mit dem Zahnrad
verbunden ist, und
eine Teleskop-Antriebswelle, die den Eingang
des Winkelantriebs funktionell mit dem Motor verbindet, die so angeordnet
ist, daß sie
eine betriebsfähige
Antriebsverbindung zwischen dem Motor und dem Winkelantrieb aufrechterhält, wenn
der Kopf des Befestigungselements oder der Stempel zur unteren Backe vorwärtsbewegt
oder von dieser zurückgezogen
werden.
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Nach
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Befestigungsmaschine
bereitgestellt, die einen Zuführkopf
hat, wie er oben definiert wurden ist, wobei die Maschine gekennzeichnet
ist durch einen Motor, der an einem oder angrenzend an einen Rahmen
einer Befestigungsmaschine montiert ist, wobei die Maschine eine
obere Backe, die den Zuführkopf
trägt,
und eine untere Backe mit einer Stauchmatrize hat,
wenigstens
ein Zahnrad am Zuführkopf
und mit diesem bewegbar, um das Trägerband vorwärtszubewegen,
um die Befestigungselemente zur Ausrichtung mit dem Stempel zu schalten,
und
einen Winkelantrieb mit einem Eingang, der funktionell
mit dem Motor verbunden ist, und dessen Ausgang funktionell mit
dem Zahnrad durch einen flexiblen Seilantrieb verbunden ist, um
die Antriebsverbindung zwischen dem Motor und dem Zahnrad betriebsfähig zu halten,
wenn der Kopf des Befestigungselements oder der Stempel zur unteren
Backe vorwärtsbewegt
oder von dieser zurückgezogen
werden.
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Nach
einem fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Befestigungsmaschine
des Typs bereitgestellt, der eine obere Backe, die einen Zuführkopf trägt, wie
er oben definiert worden ist, und eine feststehende untere Backe
mit einer Stauchmatrize hat, und außerdem gekennzeichnet durch
einen flexiblen Antrieb, der folgendes umfaßt:
wenigstens ein Zahnrad
auf dem Zuführkopf
und mit diesem bewegbar, um ein Trägerband vorwärtszubewegen,
um Befestigungselemente zur Ausrichtung mit dem Stempel zu schalten,
wobei der flexible Antrieb folgendes einschließt:
einen vom Rahmen entfernt
montierten Motor und
einen flexiblen Seilantrieb, der den Motor
mit dem Zahnrad verbindet, um die Antriebsverbindung zwischen diesen
betriebsfähig
zu halten, wenn die Befestigungsbacke oder der Stempel zur unteren
Backe vorwärtsbewegt
oder von dieser zurückgezogen
werden.
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Der
Motor, der Winkelantrieb oder das/die Zahnrad/Zahnräder können Rast-,
Nocken-, Einweg-Rollenkupplungs-
oder ähnliche
Einweg-Antriebsmittel aufweisen, so daß das Trägerband während des Befestigungszyklusses
nur in einer Richtung laufen kann (d. h., die Befestigungselemente zum
Stempel vorwärtsbewegen
kann).
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Um
die Erfindung voll verstehen zu können, wird nun eine Reihe von
bevorzugten Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
isometrische Untersicht eines ersten Trägerbandes ist,
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2 eine
Seitenriß-Schnittansicht
eines ersten Ausführungsbeispiels
eines Zuführkopfes
ist,
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3 eine
Draufsicht und eine Seitenansicht eines Befestigungselement-Anschlags
im Zuführkopf zeigt,
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4 eine
Draufsicht und eine Seitenriß-Schnittansicht
von Befestigungselement-Führungsrollen
im Zuführkopf
zeigt,
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5 und 6 Seitenriß-Schnittansichten eines
zweiten Ausführungsbeispiels
des Zuführkopfes
mit einem Stempel in der vorgerückten
bzw. zurückgezogenen
Position sind,
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7 und 8 ein
Stirnseitenaufriß und ein
Seitenaufriß des
Stempels bzw. des Getrieberades im Zuführkopf von 5 und 6 sind,
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9 eine
Seitenansicht des Zuführkopfes ist,
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10 eine
Schnittansicht längs
der Linie 10-10 von 9 ist,
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11 eine
Stirnseiten-Schnittansicht des Zuführkopfes ist, die einen wahlweisen
flexiblen Antrieb für
das Getrieberad zeigt,
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12 und 12a jeweils Seitenansichten eines dritten Ausführungsbeispiels
des Zuführkopfes sind,
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13 und 14 jeweils
Seiten- und Stirnseitenansichten eines vierten Ausführungsbeispiels des
Zuführkopfes
sind,
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15 bis 19 jeweils
schematische Ansichten der ersten bis fünften Ausführungsbeispiele von flexiblen
Antrieben für
die Zuführköpfe sind,
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20 und 21 jeweils
eine Draufsicht und eine Stirnseitenansicht eines zweiten Trägerbandes
zeigen,
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22 eine
Stirnseitenansicht eines dritten Trägerbandes ist (das in der Draufsicht
dieselbe Ansicht wie 20 hat),
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23 und 24 jeweils
eine Draufsicht und eine Stirnseitenansicht eines vierten Trägerbandes
sind,
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25 bis 27 eine
Draufsicht, eine Stirnseitenansicht bzw. eine Seitenansicht eines
fünften
Trägerbandes
sind,
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28 bis 30 eine
Stirnseitenansicht, eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht eines
sechsten Trägerbandes
sind,
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31 bis 33 eine
Seitenansicht, eine Stirnseitenansicht bzw. eine Draufsicht eines
siebenten Trägerbandes
sind,
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34 bis 36 ähnliche
Ansichten eines achten Trägerbandes
sind,
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37 eine
schematische Seitenansicht einer Befestigungsmaschine mit einem
entfernt angeordneten Zuführkopf
ist,
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38 und 39 jeweils
eine Draufsicht und eine Seitenriß-Schnittansicht des Befestigungselement-Übertragungsmechanismus für den Zuführkopf von 37 sind,
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40 und 41 Seitenriß-Schnittansichten
der entsprechenden Befestigungselement-Stützmechanismen
in der Befestigungsmaschine sind,
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42 eine
Schnittansicht auf der Linie 42-42 von 40 ist,
und
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43 eine
Draufsicht einer Befestigungselement-Führungsrolle von 42 ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Es
wird auf 1 Bezug genommen, das Befestigungselement-Trägerband 10 wird
aus Kunststoffmaterial (z. B. Polypropylen, Polyethylen) stranggepreßt und hat
eine flache Bahn 11, die parallele (nach unten gerichtete)
Seitenränder 12, 13 miteinander
verbindet. In der Bahn 11 werden Löcher 14 gebildet,
die im Verhältnis
zum Schaftdurchmesser der Befestigungselemente (z. B. Nieten) Untermaß haben.
(Die Löcher 14 können dadurch
gebildet werden, daß die
Schäfte
der Befestigungselemente in die Bahn 11 getrieben werden.)
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Längs der
Seiten der Bahn 11 werden angrenzend an die Seitenränder 12, 13 paarweise
Mitnehmerlöcher 15, 16 bereitgestellt,
und in diese können
Stifte auf Antriebszahnrädern
in den Zuführköpfen eingreifen.
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Quer
zur Bahn 11, zwischen den Löchern 14, verlaufen
Schwächungslinien 17,
verbinden die Mitnehmerlöcher 15, 16 miteinander
und sind mit V-förmigen
Schlitzen 18, 19 in den Seitenrändern 12, 13 ausgerichtet.
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Die
Schwächungslinien 17 und
die Schlitze 18, 19 definieren Biegeachsen für das Band 10 für die Führung um
ein Zahnrad, einen Block, eine Rolle oder ein Rad mit kleinem Radius.
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Um
die Vorwärtsbewegung
der Befestigungselemente vom Trägerband 10 durch
den Stempel einer Befestigungsmaschine zu unterstützen, können sich
ein oder mehrere Radialschlitze oder schwächungslinien strahlenförmig von
den Löchern 14 ausbreiten,
und die Schlitze oder Schwächungslinien
werden gefaltet oder reißen,
wenn die Köpfe
der Befestigungselemente durch die Löcher 14 passieren.
Durch die Schwächungslinien 17 wird
die Spannung im Band 10 entlastet, wenn dieses mit einem kleinen
Radius gebogen wird, und es ist weniger wahrscheinlich, daß die Befestigungselemente
unbeabsichtigt aus den Löchern 14 gelöst werden.
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Es
wird nun auf
2 bis
4 Bezug
genommen, der Zuführkopf
20 ist
an einem Kolben
21 (
25) der Nietmaschine (
10)
von
US-A-4615475 angebracht,
hat einen Stempel
22 (
37) und ist mit der Hydraulikzylinder-Baugruppe
und den Rückstell-Federmitteln
dieser Maschine versehen. (Die Zahlen in den Klammem beziehen sich
auf die Bezugsahlen der Teile der Maschine in diesem Patent) Eine
waagerechte Bandführungsbahn
23 verbindet
einen Bandeinlaß-Führungsdurchgang
24 und
einen Auslaßführungsdurchgang
25 durch
den Zuführkopf
20 miteinander.
Ein Befestigungselement-Führungsdurchgang
26 erstreckt
sich von der Führungsbahn
23 in Ausrichtung
mit dem Stempel
22 (
37) und dem Amboß (
18)
nach unten.
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Das
Trägerband 10 verläuft durch
die Führungsbahn 23 und
läuft um
ein Paar Zahnräder 27 auf einer
Seite des Zuführkopfes 20,
wobei die Zahnräder
Stifte 28 zum Eingriff in die Mitnehmerlöcher 15, 16 im
Trägerband 10 haben.
(Rollen 29 halten das Trägerband 10 im Antriebseingriff
mit den Zahnrädern 27.)
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Ein
Umlaufmotor (nicht gezeigt) greift entweder entfernt vom Zuführkopf 20 treibend
in das Trägerband 10 ein
oder treibt die Zahnräder 27 an,
um das Trägerband
(und Befestigungselemente 30) zum (und durch den) Zuführkopf 20 vorwärtszubewegen.
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Die
Schäfte 31 der
Befestigungselemente 30 greifen in eine zurückziehbare
Schaftanschlagrolle 32 ein (siehe 3), die
mit einer Feder 33 versehen ist, wodurch die Schaftanschlagrolle 32 zurückgezogen
werden kann, wenn der Stempel 22 (37) die Befestigungselemente 30 aus
dem Trägerband 10 in den
Befestigungselement-Führungsdurchgang 26 treibt.
Außerdem
greifen die Köpfe
der Befestigungselemente in einen Kopfanschlag (nicht gezeigt) ein.
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Ein
gefederter Finger 34 (mit einer Feder 35) ist
gelenkig im Zuführkopf 20 montiert
und greift in den Finger 36 eines Mikroschalters 38 ein,
der mit dem Umlaufmotor verbunden ist, wobei die Anordnung so erfolgt,
daß der
Mikroschalter 38 den Umlaufmotor ausschaltet, wenn das
Befestigungselement 30 mit dem Stempel 22 (und
dem Amboß (18)) ausgerichtet
ist.
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Wenn
der Stempel 22 während
des Befestigungszyklusses vorwärtsbewegt
wird, wird das Befestigungselement 30 aus dem Trägerband 10 in
den Befestigungselement-Führungsdurchgang 26 ausgestoßen, um
durch ein Paar zurückziehbarer
Befestigungselement-Führungsrollen 39, 40 (siehe 40), die
mit Federn 41 versehen sind, ausgerichtet und getragen
zu werden. Die weitere Vorwärtsbewegung des
Stempels 22 treibt die Befestigungselemente durch die zu
befestigenden Tafeln/Platten, wobei der Schaft 31 des Befestigungselements
durch den Amboß (18)
der Stauchmatrize verformt wird. Der Abschnitt 22A mit
vergrößertem Durchmesser
des Stempels 22 halt den Finger 34 in der „Ausschalt"-Position für den Mikroschalter 38.
Wenn der Stempel 22 vom Band 10 zurückgezogen
worden ist, bewegt sich der Finger 34 in die „Einschalt"-Position für den Mikroschalter 38,
damit das nächste
Befestigungselement zur Ausrichtung mit dem Stempel 22 gebracht
werden kann, damit der Befestigungszyklus wiederholt werden kann.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
hat ein Zuführkopf 50 ein
Zahnrad 51, das in das Trägerband 10 eingreift
(siehe 5 bis 10). Das Zahnrad 51 hat
eine Vielzahl von Zähnen 52,
in die ein Stift 53 auf einer Platte 54 (siehe 7)
eingreifen kann, die im Zuführkopf 50 montiert
ist, wobei ein zweiter Stift 55 in einen Schlitz 56 in
einem Stempel 57 (35) eingreifen kann. Ein Feder 58 stößt an die Platte 54 an.
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Wenn
der Stempel 57 vorwärtsbewegt
wird, um das ausgerichtete Befestigungselement 30 aus dem
Trägerband 10 in
den Befestigungselement-Führungsdurchgang 59 auszustoßen, bewegt sich
der Stift 53 auf der Platte 54 über einen
Zahn 52 auf dem Antriebszahnrad 51. Wenn der Stempel 57 zurückgezogen
wird, greift der Stift 53 in den Zahn 52 ein,
um die Vorwärtsbewegung
des Trägerbandes 10 durch
das Zahnrad 51 zu bewirken, um das nächste Befestigungselement 30 zur
Ausrichtung mit dem Stempel 57 zu bringen.
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Bei
einem modifizierten Ausführungsbeispiel hat
der Zuführkopf 60 ein
Zahnrad 61, das treibend in das Trägerband 10 eingreift,
das über
einen flexiblen Antrieb 62 (z. B. einen Bowdenzug), der
mit einer Achse 63 des Zahnrades 61 verbunden
ist, von einem entfernt angeordneten Umlaufmotor angetrieben wird.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
des Zuführkopfes 70 in 12 und 12a ist ein Zahnrad 71 drehbar auf einem
Ende eines Kulissenhebels 72 montiert, der gelenkig im
Zuführkopf 70 montiert
ist, wobei das Zahnrad 71 in das Trägerband 10 (mit den Befestigungselementen 30)
eingreift, das durch Führungsrollen 73 vom
Zuführkopf 70 weggeführt wird.
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Ein
Paar Rollen 74, 75 auf dem Kulissenhebel 72 greift
in entsprechende Widerlager 76, 77 auf der Seite
des Stempels 78 (35) ein.
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Wenn
der Stempel 78 vorwärtsbewegt
wird, stößt er das
ausgerichtete Befestigungselement 30 aus dem Trägerband 10 aus,
und während
dieses im Loch 14 im Eingriff ist, greift das Widerlager 76 in
die Rolle 74 ein, um den Kulissenhebel 72 und
das Zahnrad 71 in die vorgerückte Position zu bewegen, die
in 12a gezeigt wird. Wenn der Stempel 78 aus
dem Trägerband 10 zurückgezogen
wird, greift das Widerlager 77 in die Rolle 75 ein,
um den Kulissenhebel 72 und das Zahnrad 71 in
die zurückgezogene
Position in 12 zu bewegen, in der ein Befestigungselement 30 für den nächsten Befestigungszyklus
mit dem Stempel zur Ausrichtung gebracht wird, wobei der Kopf des
Befestigungselements in einen Kopfanschlag 78A eingreift.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
schiebt das Zahnrad 71 das Trägerband 10 in den
Zuführkopf 70,
es zieht es nicht.
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Eine
Feder 79 stoppt die Drehung des Zahnrades 71,
wenn der Kulissenhebel das Trägerband vorwärtsbewegt
(d. h., es aus der Position in 12a in
die Position in 12 bewegt), läßt aber
die Drehung des Zahnrades 71 entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung
zu, wenn es zum Eingriff in die nächsten Mitnehmerlöcher 15, 16 im
Trägerband
bewegt wird, d. h., in die Position von 12a.
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Es
wird nun auf 13 und 14 Bezug genommen,
die Befestigungsmaschine 80, z. B. für die Herstellung von Brotbüchsen 81,
hat ein Trägerband 10 (mit
Befestigungselementen 30), das durch ein Zahnrad 83 auf
einem Umlaufmotor 84 an einem Zuführkopf 82 vorbei gezogen
wird, wobei der Motor 84 auf einem U-Rahmen 85 der
Befestigungsmaschine 80 angebracht ist. Die Befestigungsmaschine 80 hat
einen zurückziehbaren
Amboß 86 an
einem Zylinder 87, der zeitlich so gesteuert wird, daß er während des
Befestigungszyklusses in Opposition zum Stempel 88 vorwärtsbewegt
wird.
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15 ist
eine schematische Ansicht eines ersten flexiblen Antriebs 90 für einen
Befestigungskopf 91 einer Befestigungsmaschine 92.
Die Befestigungsmaschine 92 hat einen U-Rahmen, wobei der Befestigungskopf 91 zur
senkrechten Bewegung montiert ist, und eine untere Backe 93 mit
einer Stauchmatrize 94, die mit dem Stempel (nicht gezeigt)
des Befestigungskopfes 91 ausgerichtet ist. Der Zufuhrkopf
für das
Trägerband
ist in den Befestigungskopf 91 einbezogen. Eine Pressenkolben-Baugruppe 95 bewegt
den Befestigungskopf 91 (und den Stempel) hin zur Matrize 94,
wobei das Befestigungselement (z. B. ein Niet) bei der Vorwärtsbewegung das/die
zu verbindende/n Werkstück/e
durchschlägt und
gestaucht wird, um diese miteinander zu verbinden.
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Ein
oder mehrere Zahnräder,
wie sie oben beschrieben worden sind, greifen treibend in das Trägerband 10 ein,
um die Befestigungselemente 30 zur Ausrichtung mit dem
Stempel und der Matrize 94 vorwärtszubewegen.
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An
der Pressenkolben-Baugruppe 95 ist ein Elektromotor 96 montiert,
dessen Abtriebswelle 97 durch eine flexiblen Seilantrieb 98 (z.
B. einen Bowdenzug) mit einem (oder beiden) Zahnrad (Zahnrädern) verbunden
ist.
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Das/die
Zahnrad/Zahnräder
schließt/schließen eine
Rastbaugruppe ein, so daß das
Trägerband 10 nur
von einer Zuführspule
(nicht gezeigt) abgezogen werden kann, um die Befestigungselemente
zur Ausrichtung mit dem Stempel und der Matrize vorwärtszubewegen
(d. h., wenn sich der Befestigungskopf 91 nach unten zur
Matrize 94 bewegt, kann das Trägerband von der Spule abgezogen
und das Band innerhalb des Befestigungskopfes 91 durch
das/die Zahnrad/Zahnräder
vorwärtsbewegt
werd(en), beim Aufwärtstakt
des Befestigungskopfes 91 aber ist das Trägerband
nicht in der Lage, sich in der umgekehrten Richtung zu bewegen.
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Beim
Ausführungsbeispiel
von 16 ist ein Motor 100 an einer oberen
Backe 101 eines U-Rahmens 102 montiert,
und eine Abtriebswelle 103 des Motors und eine Antriebseingangswelle 104 eines Winkelantriebs 105 sind
direkt gekoppelt (oder gemeinsam).
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Ein
flexibler Seilantrieb 106 (z. B. ein Bowdenzug) verbindet
die Antriebseinheit 105 mit einem Befestigungskopf 107,
um dessen senkrechter Bewegung Rechnung zu tragen.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
von 17 sind ein Motor 110 und ein Winkelantrieb 111 an
einer Pressenkolben-Baugruppe 112 montiert, und der Winkelantrieb 111 ist
mit einem Befestigungskopf 113 über einen flexiblen Seilantrieb 114 verbunden.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
von 18 bzw. 19 sind
die Motoren 120, 130 entfernt von den Befestigungsköpfen 121, 131 angeordnet,
und die Motoren 120, 130 sind über die flexiblen Antriebsseile 124, 134 direkt
mit einem/mehreren Zahnrad/Zahnrädern 122, 123 verbunden,
um der senkrechten Bewegung der Befestigungsköpfe 121, 131, die
durch die Doppelkopfpfeile veranschaulicht wird, Rechnung zu tragen.
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Man
kann feststellen, daß die
Zahnräder 122, 132 direkt
oder indirekt angetrieben werden können und daß am Motor 96, 105, 110, 120, 130,
dem Winkelantrieb 105, 111, den Befestigungsköpfen 91, 107, 113, 121, 131 oder
direkt an den Zahnrädern 122, 132 Rastmittel
(oder ähnliche
Einweg-Antriebsmittel) bereitgestellt werden können.
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Es
wird auf 20 und 21 Bezug
genommen, das Befestigungselement-Trägerband 140 wird aus
Kunststoffmaterial (z. B. Polypropylen, Polyethylen) (das faserverstärkt sein
kann) stranggepreßt und
hat eine flache Bahn 141 mit einem umgekehrten Seitenrand 142.
Löcher
für die
Befestigungselemente 143 können vorgeformt sein (vorzugsweise
in Untermaß),
um die Schäfte 144 der
Befestigungselemente aufzunehmen und in diese einzugreifen, oder können durch
gebildet werden, daß die
Befestigungselemente 143 in die Bahn 141 getrieben
werden, wobei die Löcher
angrenzend an die gegenüberliegende
Seite der Bahn 141 gebildet werden und mit dieser Seite
durch Schlitze oder Schwächungslinien 145 verbunden
sind (siehe 20).
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Mitnehmerlöcher 146 werden
in einem gleichmäßigen Abstandsverhältnis längs der
Seite der Bahn 141 angrenzend an den Seitenrand bereitgestellt,
damit Stifte auf einem Antriebszahnrad in diese eingreifen können.
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Quer
zur Bahn 141, zwischen den Befestigungselement-Löchern, verlaufen
Schwächungslinien 147 und
können
mit Schlitzen (nicht gezeigt) im Seitenrand 142 ausgerichtet
werden, damit das Trägerband 140 um
ein Zahnrad, einen Block, eine Rolle oder ein Rad mit kleinem Radius
geführt
werden kann.
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Es
wird nun auf 22 Bezug genommen, ein Trägerband 150,
das ebenfalls aus Kunststoffmaterial stranggepreßt wird, hat ein Paar von mit
Zwischenraum angeordneten Bahnen 151, 152 mit
Befestigungselement-Löchern
und Schwächungslinien wie
das Trägerband 140,
wobei der Seitenrand 153 die Bahnen 151, 152 miteinander
verbindet und mit Mitnehmerlöchern 154 versehen
ist, in welche die Antriebszahnräder
eingreifen können.
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Da
dieses Trägerband 150 an
zwei Punkten in den Schaft 155 des Befestigungselements 156 eingreift,
ist es besonders für
Befestigungselemente mit einem langen Schaft geeignet.
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Bei
beiden Trägerbändern 140, 150 wird
das Befestigungselement 143, 156 dadurch freigegeben, daß es in
einer Richtung quer zur Längsachse
des Bandes und weg vom Seitenrand 142, 153 geschoben
wird.
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Es
wird nun auf 23 und 24 Bezug genommen,
ein Trägerband 160 hat
eine senkrechte, flache Bahn 161 aus stranggepreßtem Kunststoffmaterial,
an dem in voneinander getrennten Intervallen eine gemeinsam stranggepreßte sekundäre Bahn 162 von
verminderter mechanischer Festigkeit befestigt ist, um mit Zwischenraum
angeordnete Schlingen 163 zu bilden, in welche die Schäfte 164 der
Befestigungselemente (in der Art eines Patronengurtes) eingreifen
können.
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In
einer Zuführvorrichtung
werden die Befestigungselemente 165 von der Hauptbahn 161 weg geschoben,
um die sekundäre
Bahn 162 zu zerreißen,
damit die Befestigungselemente aus den Schlingen 163 freigegeben
werden.
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Die
sekundäre
Bahn 162 kann durch Schnüre, Streifen oder Bänder ersetzt
werden, um zerreißbare
Schlingen zu bilden. Längs
einer oder beider Seiten der Hauptbahn 161 können Mitnehmerlöcher gebildet
werden.
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Das
Band 180 von 25 bis 27 hat U-Profil
und weist ein Paar von mit Zwischenraum angeordneten Bahnen 181, 182, ähnlich wie
die Bahn 141 zur Bahn 140, auf, die durch ein
geschlitztes Abstandselement 183, wiederum mit zahnstangenartigen
Zähnen 184,
verbunden sind, in die ein gezahntes Rad oder ein Antriebszahnrad
im Zuführkopf
eingreifen kann. Die Schlitze 185 im Abstandselement 183 ermöglichen
es, daß ein
Transportmechanismus in ein Befestigungselement 186 eingreifen
und dieses aus dem Band ausstoßen
kann.
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Bei
einem Band 190 von 28 bis 30 hat
eine flache Bahn 191 Schlitze 192, welche die
Löcher 193 mit
der Seite der Bahn 191 verbinden, die einen Abstand zu
einem Rand 194 (der mit Zähnen 195 versehen
ist) aufweist.
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Bei
den Bändern 200, 210 von 31 bis 33 bzw. 34 bis 36 haben
die Bahnen 201, 211 Schlingen 202, 212,
um in Befestigungselemente 203, 213 einzugreifen,
und zahnstangenartige Zähne 204, 214 auf
den Rändern 205, 215.
Die Befestigungselemente 203, 213 werden durch
Schlitze 206 oder Löcher 216 durch
die Bahnen 201, 211 geschoben, um die Befestigungselemente
auszustoßen.
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Es
wird nun auf 37 Bezug genommen, eine Befestigungsmaschine 220 kann
so konstruiert werden, daß sie
in sehr begrenzten Räumen
(z. B. in der Ecke von zwei Metallblechkomponenten) am Scheitelpunkt
oder der Nase der Maschine arbeiten kann.
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Die
Befestigungsmaschine 220 hat einen U-Rahmen 221 mit
einer oberen Backe 222 und einer unteren Backe 223 mit
einer Befestigungselement-Stauchmatrize 224.
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Eine
Befestigungselement-Zuführung 225 ist in
(oder an) der oberen Backe 222 montiert. Ein Bandführungsblock 226 (siehe 38 und 39) ist
profiliert, um einem entsprechenden Trägerband 227 angepaßt zu sein,
wobei sich auf der oberhalb befindlichen Seite von Schäften 229 von
Befestigungselementen 230 ein Schlitz 228 befindet.
Ein Übertragungsschlitz 239 erstreckt
sich quer zum Führungsblock 227,
und die Verbindungsstelle der Schlitze 228, 231 bildet
einen Anschlag 232 für
die Befestigungselemente 230.
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Ein Übertragungsmechanismus 233 hat
einen hin- und hergehenden Kolben 234, der in einem pneumatischen
oder hydraulischen Zylinder 235 (oder einem Schaltmagneten)
montiert ist, und hat einen Kopf 236 mit einem oberen Finger 237,
um in den Kopf des Befestigungselements einzugreifen, und einem
unteren Finger 238, um in den Schaft 229 des Befestigungselements
einzugreifen. Aus der zurückgezogenen
Position, die in 38 gezeigt wird, wird der Kolben 234 vorwärtsbewegt,
um in jedes einzelne Befestigungselement 230 einzugreifen
und dieses seitlich aus dem Trägerband 227 herauszuschieben,
um das Befestigungselement zu einer Abgabeposition vorwärtszubewegen,
in der das Befestigungselement 230 mit dem Stempel auf
dem Kolben in der Führungsbuchse 239 (siehe 37)
ausgerichtet ist. Die Führungsbuchse 239 ist
gleitfähig
auf dem Kolben montiert und wird durch eine Druckfeder in eine vorgeschobene
Position gedrückt,
wobei der Kolben in einem hydraulischen Pressenkolben 240 montiert
ist. Der Pressenkolben 240 ist auf einem Stützblock 241 montiert,
der wiederum auf einer Gleitbaugruppe 243 auf der oberen
Backe 222 angebracht ist. Der Stützblock 241 kann über eine
Betätigungsverbindung 244,
die mit einer Kolbenstange 245 eines Hydraulikzylinders 246 verbunden
ist, senkrecht bewegt werden.
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In
der vorgerückten
Position wird das Befestigungselement 230 lösbar durch
ein Paar Profilrollen 247 getragen (siehe 42 und 43),
deren Achsen 248 gleitfähig
drehbar in Schlitze 249 (siehe 42) in
der Führung 239 eingreifen.
Blattfedern 250 drücken
die Rollen 247 zum Eingriff in das Befestigungselement 230.
Wenn das Befestigungselement 230 durch den Übertragungsmechanismus 233 in
die vorgerückte
Position bewegt wird, ziehen sich die Rollen 247 zurück, um die
Anordnung des Befestigungselements 230 direkt unter dem
Stempel und über
der Stauchmatrize 224 zu ermöglichen.
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Nachdem
das Befestigungselement 230 zwischen den Rollen 247 in
der Führungsbuchse 239 angeordnet
worden ist und durch diese getragen wird und der Übertragungsmechanismus 233 zurückgezogen
worden ist, wird der Pressenkolben 246 zeitlich so gesteuert,
daß er
den Stützblock 242 nach
unten bewegt, bis die Führungsbuchse 239 in
die zu befestigenden Metallbleche eingreift. Danach wird der Pressenkolben 241 betätigt, um
den Stempel zum Eingriff in das Befestigungselement 230 vorwärtszubewegen
und es nach unten unter die Rollen 247 zu schieben, wobei
das Befestigungselement die Bleche durchschlägt und auf der Stauchmatrize 254 verformt
wird.
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Die
Folge wird umgekehrt.
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Das
nächste
Befestigungselement 230 wird zum Anschlag 232 vorwärtsbewegt,
und die Befestigungsfolge wird wiederholt.
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In 41 wird
das Befestigungselement 230 zunächst durch den Übertragungsmechanismus 233 zum
Eingriff mit oberen Rollen 251A bewegt, bevor der Stempel
in dieses eingreift und es auf seiner Bahn durch die unteren Rollen 247 geführt wird.
Die Enden der oberen Rollen 251A haben einen solchen Radius,
daß die
Zuführung
des Befestigungselements 230 in die Führungsbuchse 239 in
einer Richtung parallel zu den Rotationsachsen der oberen Rollen 251A erfolgen
kann.
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Sensoren
in der Befestigungsmaschine können
das Vorhandensein der Befestigungselemente an verschiedenen Stellen
in der Maschine feststellen, und die Maschine kann durch einen Zentralrechner gesteuert
und getaktet werden. Der Übertragungsmechanismus
kann die Befestigungselemente 230 aus dem Trägerband 227 ausstoßen, und
die Befestigungselemente 230 können durch ein Zuführrohr (z. B.
mit einem T-Schnitt oder einer runden Bohrung) zur Führungsbuchse 239 geblasen
werden oder unter Schwerkraft auf diese fallen. Dadurch können der Übertragungsmechanismus 233 und
das Band 227 einen gewissen Abstand zur Befestigungsmaschine aufweisen.
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Fachleuten
dürfte
es offensichtlich sein, daß die
Trägerbänder und
die zugeordneten Zuführköpfe (und Übertragungsmechanismen)
die genaue Abgabe der Befestigungselemente an die gewünschte Position
in Ausrichtung mit der Kombination aus Stempel und Matrize ermöglichen,
während
sie es gleichzeitig möglich
machen, daß Befestigungsköpfe bereitgestellt
werden, die in außerordentlich
begrenzten Räumen
eingesetzt werden können.
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Zu
den Vorteilen gehören:
- (a) die Möglichkeit,
Befestigungselemente mit Köpfen
mit großem
Durchmesser und kurzen Schäften
zuzuführen,
ohne daß diese
taumeln,
- (b) die Bewegung des Befestigungskopfes wird nicht durch das
Trägerband
beeinträchtigt,
- (c) das Band wird über
eine feststehende Führungsbahn
zugeführt
und braucht nicht bei jedem Befestigungszyklus wieder aufgewickelt
zu werden,
- (d) es ist nicht möglich,
zur gleichen Zeit mehr als ein Befestigungselement in den Befestigungselement-Führungsdurchgang
zu bringen,
- (e) es wird ein besserer Zugang zur Vorderfläche des Nasenteils erreicht – sehr schmal
(z. B. 10 mm für
ein Befestigungselement von 5 mm),
- (f) das Abtasten des Befestigungselements ist einfacher, da
es direkt über
dem Befestigungskopf ausgeführt
wird,
- (g) das Schalten des Befestigungselements kann von fern erfolgen
und zu jedem Zeitpunkt während des
Befestigungszyklusses vorgenommen werden,
- (h) die Befestigungselemente, die in die Zuführvorrichtung geschaltet werden,
haben einen positiven Anschlag,
- (i) es bestehen keine Schwierigkeiten damit, daß das Band
durch das Befestigungselement oder den Stempel „ausgespuckt" wird und den Betrieb verklemmt,
- (j) es ist auf Grund der Konstruktion möglich, gleichzeitig zwei oder
mehr Befestigungselemente mit dicht nebeneinanderliegenden Mitten
zuzuführen,
- (k) es kann mit einem schmaleren Band gearbeitet werden,
- (l) das Band kann im Verhältnis
zum Produkt aus jeder Richtung zugeführt werden, und
- (m) die Nase kann bei Spritzguß-Rollen und -federn gänzlich als
Wegwerfteil ausgeführt
werden, möglicherweise
in zwei Teilen.
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Obwohl
zum Zweck der Veranschaulichung besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung
detailliert beschrieben worden sind, versteht es sich von selbst,
daß Fachleuten
auf dem Gebiet leicht Modifikationen und Änderungen offensichtlich sein
dürften, wobei
der Rahmen der Erfindung durch die angefügten Ansprüche bestimmt wird.