DE69313711T3

DE69313711T3 - Zufuhrrohr für Befestigungselemente

Info

Publication number: DE69313711T3
Application number: DE69313711T
Authority: DE
Inventors: Cyril Kenneth Edwards
Original assignee: Ariel Industries PLC
Current assignee: Ariel Industries PLC
Priority date: 1992-04-21
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 2004-08-05
Anticipated expiration: 2013-04-01
Also published as: ES2108215T3; GB2266297A; JP3453634B2; EP0567240B1; DE69313711D1; ES2108215T5; GB9306946D0; CA2093375A1; AU673823B2; EP0567240A1; JPH0639475A; ATE157916T1; AU3702293A; USRE40395E1; DE69313711T2; EP0567240B2; MX9302335A; US5398860A; CA2093375C

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft die Darreichung von Befestigungsmitteln für Werkstücke.
Insbesondere betrifft sie Befestigungsmittel, die maschinell anzubringen sind und von einem Zuführmittel wie einem Trägerband durch ein Zuführungsrohr einem entfernten Werkstück zuzuführen sind, wobei ein Zugang oft beengt ist.
Es hat sich als wünschenswert herausgestellt, ein derartiges Zuführungsrohr mit der Fähigkeit bereitzustellen, eine kontrollierte Rückhaltekraft auszuüben, die ausreichend ist, um die Befestigungsmittel in einer gewünschten Ausrichtung während ihres Durchgangs durch das Rohr zu halten, aber vorzugsweise ohne den Befestigungsmittelkörper zu beschädigen.
Der hierin verwendete Begriff „Rohr" soll jeglichen Aufbau oder jede übliche Anordnung einer Kammer, eines Gehäuses oder eines Durchgangs einschließen.
Der hierin verwendete Begriff „Befestigungsmittel" soll eine disparate Vielfalt von Elementen zum Verbinden einer Komponente mit einer anderen einschließen.
Die Erfindung betrifft insbesondere aber nicht ausschließlich Nieten, welche besondere Befestigungsmittel sind, beispielsweise hohle, röhrenförmige Nagelnieten (self-piercing rivets) mit einem Schaft und einem relativ vergrößerten Kopf.
Befestigungsmittel wie Nieten, die (entlang ihrer Befestigungsachse) in Relation zu Ihrem Umfang kurz sind, bereiten spezielle Handhabungs- und Zuführungsprobleme – nicht zuletzt wegen ihrer immanenten Neigung zu taumeln, oder sie verlieren ihre axiale Ausrichtung in Bezug auf die Bewegungsrichtung (Zuführungsrichtung).
Stand der Technik
Ein typischer Applikator zum Anbringen von Befestigungsmitteln umfasst einen hydraulischen Zylinder, der einen ein Befestigungsmittel antreibenden Kolbenkopf trägt, der auf einem C-Rahmen befestigt ist. Auf einem Band getragene Befestigungsmittel werden synchron mit dem Zylinderbetrieb zugeführt und über das Werkstück durch eine austauschbare Düse geführt.
Diverse Mechanismen sind bislang entwickelt worden, um sicherzustellen, dass die maschinell angebrachten Befestigungsmittel bei dem Werkstück in der richtigen Ausrichtung ankommen (s. beispielsweise EP-A-0 387 430).
Wo es möglich ist, ein Führungswerkzeug einzuführen (wie beispielsweise im Fall von gefederten Pilotambossen (spring pilot anvils), die zum Führen von halbröhrenförmigen Nieten in eine Position verwendet werden) oder wo das Befestigungsmittel adäquate Führungsflächen entlang seines Hauptdurchmessers hat, ist die Führung im allgemeinen nicht übermäßig problematisch.
Wenn es jedoch nicht möglich ist, ein Führungswerkzeug einzuführen und wenn die Kontakt- oder Führungsfläche begrenzt ist (beispielsweise bei einem Befestigungsmittel mit einem angesenkten Kopf) oder wenn die Länge des Befestigungsmittels relativ zu seinem (Kopf)-Durchmesser klein ist, werden die Probleme des Sicherstellens einer exakten Darreichung akut.
Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Applikationsbedingungen derart sind, dass das Zuführungsrohr nicht in einer vertikalen Ausrichtung gehalten werden kann – d. h. kein Verlass auf eine Schwerkraftzufuhr ist.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Zuführungsrohr für eine Befestigungsmittel-Applikationsmaschine gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. Die abhängigen Ansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Unter Umständen, in denen ein Führungswerkzeug nicht verwendet werden kann und in denen das Befestigungsmittel eine inadäquate Führungsfläche auf seinem Hauptdurchmesser hat, oder die Länge des Befestigungsmittels klein relativ zu seinem Durchmesser ist, hat sich herausgestellt, dass es ratsam ist, das Befestigungsmittel während seiner Passage durch das Zuführungsrohr zurückzuhalten, indem eine Rückhaltewirkung oder eine Greifwirkung oder eine Kraft ausgeübt wird, die ausreicht, um jegliche Bewegung des Befestigungsmittels unter seinem eigenen Gewicht zu verhindern.
Es hat sich herausgestellt, dass die notwendige Rückhalte- oder Greifkraft erzeugt werden kann, indem das Zuführungsrohr mit einer temporär oder beweglich lokalisierten „Einengung" bereitgestellt wird, d. h. mit einen lichten inneren Durchmesser kleiner als der Hauptdurchmesser des Befestigungsmittels, welches durchgelassen werden soll.
Indem erfunden wurde, dass sich eine derartige Einengung in Längsrichtung des Zuführungsrohrs kooperativ zusammen mit der Befestigungsmittelbewegung durch das Rohr bewegt, kann sowohl ein freier Fall des Befestigungsmittels verhindert werden und eine gewünschte Ausrichtung des Befestigungsmittels kann erhalten werden.
Somit kann beispielsweise das Zuführungsrohr wahlweise mit einem flexiblen Material ausgekleidet sein, um eine Presspassung auf einem Hauptdurchmesser des Befestigungsmittels bereitzustellen.
Eine kontinuierliche Innenhülse stellt eine Rückstellkraft rund um die gesamte Peripherie des Befestigungsmittels bereit.
Eine befriedigende Ausführung ist jedoch auch erreicht worden, wenn die Rückstellkraft von begrenzten Segmenten des Innenumfangs des Zuführungsrohrs ausgeübt wird, welche longitudinal entlang und parallel zu der Achse des Rohrs verlaufen.
Dauerhaft erfolgreiche Ergebnisse sind erzielt worden, indem die Rückhaltekraft von nur drei umfangsmäßig beabstandeten, schmalen oder schlanken, axialen Streifen, die in Längsrichtung innerhalb der Tube angeordnet sind, ausgeübt wird.
In jedem Fall ist das Erfordernis, dass die Rückhaltekraft ausreichend sein muss, um das Befestigungsmittel zu halten, so dass sich es nicht aufgrund seines eigenen Gewichts bewegen kann und seine Position innerhalb des Zuführungsrohrs ungeachtet der Ausrichtung des Zuführungsrohrs beibehält, bis es von einem Kolben das Rohr entlang vorwärts getrieben wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Zuführungsrohr für eine Befestigungsmittelapplikationsmaschine bereitgestellt, um Befestigungsmittel mit einem Schaft und einem relativ vergrößerten Kopf einzeln nacheinander von einem Zuführungsmittel wie einem Trägerband zu einer Befestigungsstation zuzuführen, bei der Befestigungsmittel an einem Werkstück angebracht werden, mittels eines antreibenden Kopfes eines Befestigungsmittel-Applikationskolbens, der innerhalb der Zuführungsröhre beweglich untergebracht ist, wobei das Zuführungsrohr eine Führung aufweist, um Druck auf ein Befestigungsmittel bei seinem Durchgang durch das Zuführungsrohr auszuüben, indem eine lokale Durchgangseinengung gebildet wird, die in Längsrichtung der Röhre, zusammenwirkend mit der Befestigungsmittelbewegung beweglich ist, um zu verhindern, dass das Befestigungsmittel dadurch frei hindurchfällt, damit eine gewünschte Ausrichtung des Befestigungsmittels innerhalb der Führung erhalten bleibt.
Somit kann die Führung eine kontinuierliche innere Hülsenauskleidung aufweisen.
Die Führung kann auch alternativ dazu eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden Führungselementen aufweisen, die mit einer umfangsmäßig beabstandeten Anordnung zusammenwirkend angeordnet sind, um kontinuierlich Druck auf ein Befestigungsmittel bei seinem Durchgang durch die Führung auszuüben.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Führung eine Vielzahl von umfangsmäßig beabstandeten, flexiblen oder elastisch verformbaren, einwärts eindringenden Streifen.
Eine spezielle Führungsanordnung beruht auf einer Anordnung von drei symmetrisch angeordneten Führungselementen.
Die Erfindung betrifft ein Zuführungsrohr der vorstehend beschriebenen Art, welches zusammenwirkend mit einem Befestigungsmittelträgerband angeordnet ist, eine Vielzahl von einzelnen Befestigungsmittel-Rückhaltelöchern enthält, von denen jedes eine profilierte Peripherie aufweist, um eine vorbestimmte Art der Banddeformation zu erzeugen, um das Befestigungsmittel durch abhängige Bandklappen gerichtet in eine trichterförmige Anordnung, kontrolliert auszustoßen, um innerhalb des Mundes des Zuführungsrohres zusammenwirken zu liegen, und dadurch eine gewünschte Befestigungsmittelausrichtung im Anschluss an einem kontrollierten Ausstoß von dem Band und dem Rohreingang, zu erhalten.
Die Erfindung betrifft auch eine Befestigungsmittelinstallationsmaschine, die ein Befestigungsmittel-Zuführungsrohr wie vorstehend beschrieben aufweist.
Es folgt eine Beschreibung einiger spezieller Ausführungsbeispiele der Erfindung, die lediglich beispielhaft sind, unter Bezugnahme auf die beigefügten diagrammatischen und schematischen Figuren.
Es zeigen:
Beschreibung der Figuren
1 zeigt die allgemeine Gesamtanordnung eines typischen Applikators und hebt die Position des Zuführungsrohrs hervor.
2 zeigt einen Abschnitt eines mit einem flexiblen Material ausgekleideten typischen Zuführungsrohrs mit einem Befestigungsmittel, welches genau entlang dem Rohr gehalten wird.
3 zeigt eine Draufsicht des Zuführungsrohrs von 2.
4 und 5 zeigen vertikalen Ansichten von alternativen Zuführungsrohrauskleidungen im Vergleich zu 2.
Nunmehr wird auf die Figuren Bezug genommen und insbesondere auf 1, in der ein Befestigungsmittelapplikator 20 eine fluidbetätigte Ramme 31 mit einem beweglichen Kolben oder Kolbenantriebskopf 28 zum Kontaktieren des Kopfes eines einzelnen Befestigungsmittel 25 und Antreiben des Befestigungsmittels 25 in ein (nicht gezeigtes) Werkstück aufweist, welches in dem Hals 33 eines C-Rahmens 32 befestigt ist.
Zum wiederholten Betreiben werden Befestigungsmittel 25 von einem Reservoir oder einer Zuführspule oder einer Kassette 29 zu dem Antriebskolben 28 in linearer Abfolge in einem Trägerband 26, welches normalerweise aus flexiblen synthetischen Kunststoffen besteht, in eine Position unterhalb des antreibenden Kolbens 28 transportiert.
Um Zugang zu einem ein Werkstück an Positionen zu erhalten, wo der Raum begrenzt ist, ist es häufig notwendig, ein Befestigungsmittel 25 von dem Trägerband an einem von dem Werkstück entfernten Ort zu lösen und ein Zuführungsrohr 21 zu verwenden, um das Befestigungsmittel 25 an den Applikationspunkt zu fördern.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein derartiges Zuführungsrohr 21 und die Interaktion seines inneren Durchgangs mit dem externen Profil eines Befestigungsmittels 25.
Bei ihrer Passage durch das Zuführungsrohr 21 können die Befestigungsmittel 25 insbesondere den Kontakt mit dem Kolbenantriebskopf 28 verlieren und orientierungslos oder falsch ausgerichtet werden, so dass sie falsch ausgerichtet montiert werden oder sogar überhaupt nicht richtig befestigt werden, wenn sie im Anschluss an ihr Austreten aus dem Zuführungsrohr 21 mit dem Werkstück verbunden werden.
Besondere Probleme aufwerfende Befestigungsmittel sind solche, deren Länge kurz im Vergleich zu ihrem Umfang ist, da sie keine natürliche Selbstausrichtung wie relativ lange, dünne Befestigungsmittel zeigen.
Kurze Befestigungsmittel insbesondere kurze, röhrenförmige Nagelnieten mit einem Schaft 24 und relativ vergrößertem Kopf 27 sind zum Befestigen in flachen Materialien zum Erzielen einer befriedigenden Verbindung vorteilhaft, aber sie zeigen eine natürliche Tendenz zum Taumeln, wenn sie ein Zuführungsrohr passieren.
Um diesen Effekt zu bekämpfen, zeigen 2 und 3 die Bereitstellung einer einfachen, kontinuierlich röhrenförmigen Auskleidung 22 aus einem elastisch deformierbaren Material innerhalb des Zuführungsrohrs 21 zum Zurückhalten eines einzelnen Befestigungsmittels 25 vor einem freien Fall durch die innere Röhrenpassage 23, deren Querschnitt deshalb derart eingeengt ist.
Die Zurückhaltung reicht aus, um einen Kontakt zwischen dem sich nach unten bewegenden, Antriebskopf 28 und dem Kopf 27 eines Befestigungsmittels 25 aufrechtzuerhalten.
Es hat sich herausgestellt, dass die Auskleidung 22 nicht kontinuierlich um den inneren Umfang des Durchgangs 23 sein muss und 4 zeigt drei gleichwinklig beabstandete, einwärts hervorragende Rippen 34 auf einer gemeinsamen Hülse 34.
5 zeigt ein weiteres intermittierendes Profil für eine Hülsenauskleidung 36.
Die Auskleidung 22 könnte auf schlanke Streifen reduziert werden.

Claims

Zuführungsrohr (21) für eine Befestigungsmittel-Applikationsmaschine (20) zum Zuführen von Befestigungsmitteln (25) nacheinander zu einer Befestigungsmittelstation, in der die Befestigungsmittel an einem Werkstück angebracht werden, wobei die Befestigungsmittel jeweils einen länglichen Schaft (24) und einen relativ vergrößerten Kopf (27) mit einem vorbestimmtem Querschnittsmaß aufweisen, und wobei die Applikationsmaschine einen Befestigungsmittel-Applikationskolben (28) aufweist; wobei das Zuführungsrohr (21) Folgendes aufweist: ein röhrenförmiges Element, das mit einem in Längsrichtung verlaufenden Innenkanal mit einem inneren Querschnittsmaß versehen ist, das größer ist als das vorbestimmte Querschnittsmaß des vergrößerten Kopfes (27) des Befestigungsmittels (25), wenn der Schaft (24) im Wesentlichen auf die Längsrichtung des genannten Kanals ausgerichtet ist, und ein verschiebbares Führungsmittel entlang und innerhalb der Innenfläche des röhrenförmigen Elementes, um das Querschnittsmaß kleiner zu machen als das genannte vorbestimmte Querschnittsmaß des genannten vergrößerten Kopfes (27), wobei das genannte Führungsmittel axial kontinuierlich ist und in Längsrichtung entlang der Länge des röhrenförmigen Elementes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsmittel eine Auskleidung (22) des Kanals aufweist, wobei die Auskleidung aus einem elastisch verformbaren Material gebildet ist, wobei diese Auskleidung eine lokale Kanaleinengung bildet, die aus einer Presspassung mit dem vergrößerten Kopf (27) des Befestigungsmittels resultiert, wobei diese lokale Kanaleinengung in Längsrichtung entlang des Zuführungsrohres beweglich ist, während das Befestigungsmittel von dem Kolben (28) im Rohr entlang vorbewegt wird, sodass das Führungsmittel den Kopf des Befestigungsmittels daran hindert, auf seinem ganzen Weg durch das Zuführungsrohr hindurch frei zu fallen, bis das Befestigungsmittel den Applikationspunkt erreicht, ungeachtet der Ausrichtung des Zuführungsrohres, und eine gewünschte Ausrichtung des Befestigungsmittels beibehält, während sich das Befestigungsmittel (25) entlang des Zuführungsrohres (21) in Richtung auf das Werkstück vorbewegen und geführt werden kann.
Zuführungsrohr (21) nach Anspruch 1, bei dem die genannte Auskleidung eine Mehrzahl von in Längsrichtung verlaufenden Führungselementen umfasst, die in einer umfangsmäßig beabstandeten Anordnung um die genannte Innenfläche angeordnet sind.
Zuführungsrohr (21) nach Anspruch 2, bei dem die genannten Führungselemente nach innen vorstehende Rippen (34) umfassen, die auf einer röhrenförmigen Innenhülse (35) gebildet sind.