DE8032616U1 - Vorrichtung zum montieren von bolzen - Google Patents

Description

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Vorrichtung zum Montieren von Bolzen

Es ist bekannt, Bolzen, auch solche mit Köpfen, automatisch zu montieren. Hierzu werden die Bolzen üblicherweise auf einer als Zuführweg dienenden Förderschiene angeliefert, an einem als Abnahmeort dienenden Einlaufstück der Förderschiene am oberen Ende, beispielsweise mittels Zange oder Vakuumsaugkopf, ergriffen und an die Montagestelle überführt. Man hat solche Anordnungen auch bereits paarweise vorgesehen. Schwierigkeiten gab es bisher jedoch dann, wenn das Montierungsmuster nicht längs einer Geraden verlief, sondern sich über eine zweidimensionale Fläche erstreckte. In solchen Fällen hat man bisher die Montage nur sukzessive in gesonderten aneinander anschließenden Verfahrensschritten bezüglich"der einzelnen Montageorte vorgenommen.

Der Neuerung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, auch die Montierung von Bolzen an komplizierteren zweidimensional verteilten Mustern der Montageorte in einfacher und schneller Weise zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung zum Montieren von Bolzen gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Neuerung ermöglicht es, in einem einzigen Arbeitsgang auch kompliziert zweidimensional oder gar dreidimensional verteilte Montageorte von Bolzen gleichzeitig mit Bolzen selbsttätig zu versehen.

Die Neuerungsidee wird nach Anspruch 2 für den Fall weitergebildet, daß die Bolzen Köpfe haben. Diese Weiterbildung hat aber auch selbständige Bedeutung. Sie sieht vor, daß die Bolzen zweistufig angehoben werden und dabei in der ersten Stufe zugleich eine Nachlaufsicherung erfolgt, während die zweite Stufe den Bolzen für die Greifeinrichtung am oberen Bolzenende freistellt.

Ganz besondere Bedeutung hat diese neuerungsgemäße Vereinzelungsvorrichtung gemäß Anspruch 2 dann, wenn sie auf Bolzen mit gepreßten Köpfen Anwendung findet. Derartige gepreßte Köpfe haben sehr starke Mittentoleranzen, so daß es Schwierigkeiten gibt, den Bolzenkopf zentriert auf die Bolzenachse zu erfassen. Die zweistufige Anhebung des Bolzens ermöglicht es, den im allgemeinen hinreichend zentrierten Bolzenschaft unterhalb des Bolzenkopfes unter Umgreifung desselben zu erfassen und so den Bolzen achsenzentriert aufzunehmen und später auch wieder in den Montageort axial fluchtend einzuführen. Besonders günstig geht dies dann, wenn die Bolzen Kerbbolzen mit Schraubgewinde sind. Dann kann man an den Kerben angreifen, ohne daß eine Verletzungsgefahr des Schraubgewindes besteht.

Die Ansprüche 3 und 7 geben Weiterbildungen der Vorrichtung nach Anspruch 1 bzw. 2 an, wobei Anspruch 7 neben Anspruch 3 auch selbständige Bedeutung insbesondere für die Vereinzelung von Bolzen mit Köpfen, besonders gepreßten Köpfen, hat. Die übrigen Unteransprüche zeigen sonstige vorteilhafte Weiter-

- 3 bildungen dieser Vorrichtung,

Die Neuerung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Bolzeneinlegestation sowie eine Werkstückaufnahme;

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt unterhalb der Greifköpfe gemäß Fig. 1 in vergrößerter Ansicht nur der Bolzeneinlegestation;

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt längs der Achse der Bolzeneinlegestation gemäß Fig. 1 und Fig. 2; sowie

Fig. 4 einen in einer rechtwinkligen Ebene zur Schnittebene von Fig. 3 verlaufenden vertikalen Schnitt durch ein Einlaufstück der Bolzeneinlegestation mit in diesem Bereich zugeordneten Elementen.

In Fig. 1 ist in der Zeichnungsebene unten eine Werkstückaufnahme 2 dargestellt, die auf einem horizontal umlaufenden Schaltteller 4 angeordnet ist. In der Werkstückaufnahme sind vertikal verlaufende Aufnahmelöcher 6 in gleichen Winkelabständen auf einem Kreis vorgesehen, im vorliegenden Fall drei solche Aufnahmelöcher 6.

Auf die Werkstückaufnahme 2 wird ein nicht dargestelltes Werkstück aufgelegt, welches Löcher aufweist, die mit den Bolzenaufnahmelöchern 6 fluchten. In die Löcher des Werkstücks sollen Bolzen 8 mit gepreßten, seitlich hervorstehenden Bolzenköpfen 10 eingelegt werden. Dabei kommen die Bolzenköpfe 10 auf der einen Seite des Werkstücks zur Auflage, eine am Bolzenschaft

vorgesehene Kerbung 12, die unmittelbar unter dem Bolzenkopf angeordnet ist, greift in das Werkstück ein und ein Schraubgewinde 16 am freien Ende des Bolzenschaftes 14 greift durch das Werkstück hindurch und in die Aufnahmelöcher 6 der Werkstückaufnahme hinein. In einem späteren Takt des Schalttellers werden dann die Kerben des Bolzens mit dem Werkstück verpreßt. Die hervorstehenden Gewindeenden des Bolzens dienen dann zur Befestigung eines weiteren Werkstücks mittels hintergelegter Muttern

Man erkennt, daß jeweils nur zwei Bolzenaufnahmelöcher 6 auf einer Geraden liegen, während das verbleibende dritte Bolzenaufnahmeloch 6 gegenüber dieser Geraden versetzt angeordnet ist, so daß hier in einer horizontalen Ebene ein zweidimensionales Muster von Bolzenaufnahmelöchern 6 vorliegt.

Horizontal gegenüber der Werkstückaufnahme in derselben Ebene, oder in einer parallelen Horizontalebene, versetzt befindet sich eine Bolzeneinlegestation 18 mit Einlaufstücken 20, bei denen die Abnahmeorte 22 von Bolzen in demselben zweidimensionalen Muster wie die Aufnahmelöcher 6 der Werkstückaufnahme 2 relativ zueinander angeordnet sind. An den Einlaufstücken 20 endet jeweils eine Förderschiene 24 zum hängenden Zuführen der Bolzen Die Bolzenköpfe 10 gleiten dabei auf je einer horizontalen oberen Flanke 26 der Förderschiene, während die Bolzenschäfte 14 in einem vertikalen Schlitz 28 der Förderschiene hängen. Die Förderschienen 24 werden in üblicher Weise vibratorisch als Linearförderer angetrieben. Zwei Förderschienen sind hierbei an der Bolzeneinlegestation selbst parallel zueinander angebaut, während die dritte schrägseitig wegläuft.

Am Abnahmeort 22 jedes EinlaufStücks 20 ist ein Stößel 30 vertikal auf und ab bewegbar. Der Stößel 30 weist einen zentralen inneren Hubstößel 32 sowie einen diesen direkt umgebenden hülsenförmigen äußeren Vereinzelungsstößel 34 auf (Fig. 4). In

der Aufnahmestellung eines Bolzens am Abnahmeort 22 befindet
sich der Stößel 30 in einer solchen Stellung, daß der Hubstößel 32 unterhalb des Bolzenschafts 14 des ankommenden Bolzens
8 liegt (in einer tieferen Stellung als in Fig. 4 dargestellt),
während sich der Vereinzelungsstößel 34 bereits in einer höheren Stellung mit Anordnung des oberen Endes noch unter dem Bolzenkopf 10 befindet. Dabei kann der Bolzen 8 durch einen Bolzeneinlaufschlitz 36 in den zentralen Bereich des Stößels iö3fc>berhalb des Hubstößels 32 eintreten. Man erkennt, daß der Bolzeneinlaufschlitz 3 6 die Form eines U hat, wobei der Abstand der
beiden Schenkel des U etwas größer als der Durchmesser des
Bolzenschaftes, jedoch kleiner als der Durchmesser des Bolzenkopfes ist. Die Wandstärke' des hülsenförmigen Vereinzelungsstößels ist konstant und so bemessen, daß der gesamte Stößel
30 einen nur wenig größeren Durchmesser als der Bolzenkopf 10
hat. Der Bolzeneinlauf schlitz 36 ist den in dem Einlaufstück 20
anlaufenden Bolzen zugewandt. Auf der diametral entgegengesetzten Seite hat der hülsenförmige Mantel des Vereinzelungsstößeis 34 eine nicht über einen vollen Halbkreisbogen ver- M laufende axiale Fortsetzung, deren Innenfläche formschlüssig || mit dem Umfang eines anlaufenden Bolzens zusammenwirkt und s| diesen an einem Umkippen radial nach innen oder zur Seite hin |j hindert. Zu diesem Zweck dient die dreidimensionale Erstreckung | des beschriebenen Haltefortsatzes 38. i

Am Einlaufstück 20 ist am übergang zwischen der Förderschiene |

24 und einem am Abnahmeort 22 vertikal nach oben freien Ent- ||

nahmekanal 40 an einem ortsfesten Teil 42 eine übergangsan- |

schrägung 44 vorgesehen. Eine entsprechende übergangsanschrä- *|

gung 46 ist auch am unteren Rand des Einlauf Schlitzes 3 6 des if;

Vereinzelungsstößels außen ausgebildet. *■

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Die unteren Enden aller Hubstößel 32 sind an einer gemeinsamen horizontalen ersten Betätigungsplatte 48 befestigt, während die unteren Enden aller Vereinzelungsstößel 34 mit einer oberhalb der ersten Betätigungsplatte angeordneten gemeinsamen zweiten Betätigungsplatte 50 befestigt sind. Die erste Betätigungsplatte 48 weist einen mit ihr befestigten zentralen unteren kappenförmigen Fortsatz 52 auf, der über eine erste Druckfeder 54 gegen die zweite Betätigungsplatte 50 vorgespannt ist.

Der Boden 53 des Fortsatzes 52 ist ferner über eine zweite Druckfeder 56 gegen einen zentralen ortsfesten Führungsstutzen 58 der Bolzeneinlegestation vorgespannt. Der Führungsstutzen 58 dient sowohl zur axialen Führung des Fortsatzes 52 und damit der ersten Betätigungsplatte 48 an der ersten Führungsfläche 60 als auch zur axialen Führung der zweiten Betätigungsplatte an der zweiten Führungsfläche 62. Beide Führungsflächen verlaufen längs der zylindrischen Außenfläche des Fortsatzes &0-S2.

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axial übereinander. Die Druckfeder 56 ist dabei in einer Ausnehmung der Stirnseite des Führungsbolzens 58 gehalten, während die ee Druckfeder 54 in einer ringförmigen Aussparung des Fortsatzes 52 an der Außenfläche des Führungsstutzens 58 zwischen den beiden Führungsflächen 60 und 62 gehalten ist.

Die in Fig. 3 dargestellte oberste Stellung beider Betätigungsplatten, in der die untere erste Betätigungsplatte 48 unten an der zweiten Betätigungsplatte 50 anliegt, ist durch drei hülsenförmige puffernde Anschläge 64, z.B. aus elastomerem hartelastischen Kunststoff, festgelegt. Die Anschläge 64 umgeben zylindrische Fußstücke 66 der Einlaufstücke 20 und sind dementsprechend mit einer stationären Basisplatte 68 der Bolzeneinlaufstation 18 starr verbunden.

Der Boden 53 des Fortsatzes 52 der ersten Betätigungsplatte ist von einem Kopfstück 70 des Kolbens eines pneumatischen Einwegzylinders 72 unterstützt, der zur gemeinsamen Betätigung aller Stößel 30 dient. An der Stirnfläche des Einwegzylinders 72 ist eine Pufferplatte 74, wiederum aus Puffermaterial wie die Anschläge 64, befestigt, welche in der untersten Stellung des Kopfstückes 70, welches dann im Einwegzylinder 72 eingezogen ist, an der Unterseite der Bodenplatte 53 des Fortsatzes 52 zur Anlage kommt. D^r gesamte Hub entspricht dem in Fig. sichtbaren Teil des Kopfstückes 70 und macht etwa 10 mm aus (natürlich abhängig von der Dimension der verarbeiteten Bolzen) Die Hubhöhe ist funktionell bestimmt und aus der nachfolgenden Erläuterung noch besser verständlich.

In Fig. 4 ist ebenso wie in Fig. 3 die Stellung der Betätigungselemente der Stößel 30 in oberster Stellung beschrieben. In dieser obersten Stellung sind beide Federn 54 und 56 maximal zusammengedrückt und demzufolge gespannt.

Wenn das Kopfstück 70 abgesenkt wird, entspannt sich zunächst die zwischen der ersten Betätigungsplatte 48 und den stationären Führungsstutzen 58 wirksame DruckfederJ^so daß mit der ersten Betätigungsplatte 48 auch der mit dieser verbundene Hubstößel 3 2 abgesenkt wird. Die zweite Betätigungsplatte 50 bleibt dabei zunächst in der in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten obersten Stellung zurück, so daß sich die beiden Betätigungsplatten 48 und 50 voneinander entfernen unter gleichzeitiger Entspannung der die Entfernung der beiden Betätigungsplatten vorspannenden Betätigungsfeder 54. Der Abwärtshub der oberen Hubstrecke findet sein Ende, wenn der die untere Betätigungsplatte 48 untergreifende Mitnehmerkopf 78 je eines diametral entgegengesetzt angeordneten und an der oberen Betätigungsplatte 50 befestigten Mitnehmers

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unter der ersten Betätigungsplatte 48 zur Anlage kommt. Dann befindet sich auch die erste Druckfeder 54 in ihrer maximal entspannten Stellung.

Diese obere Hubstrecke ist zweckmäßig ziemlich genau die Hälfte der Gesamthubstrecke, im gewählten Beispiel eine Länge von 5 mm der oberen Hubstrecke.

Danach entspannt sich die zweite Druckfeder 56 weiter. Hierbei bewegen sich die beiden Betätigungsplatten 48 und 50 synchron über die untere Hubstrecke, im Beispiel wiederum von 5 mm, bis in ihre unterste Stellung. Dies entspricht einem gemeinsamen Abwärtshub beider Elemente 32 und 34 des Stößels 30. In der untersten Stellung kann ein Bolzen am Aufnahmeort, wie weiter oben geschildert, dann über den Stößel treten.

In umgekehrter Kinematik erfolgt in der ersten Hubstrecke des Aufwärtshubes eine erste gemeinsame Aufwärtsbewegungsstufe von Vereinzelungsstößel 34 und Hubstößel 32 des Stößels 30 bis in eine Lage, in welcher, funktionell betrachtet, die beiden Randkanten 80 (vgl. Fig. 2) vor den Bolzenkopf 10 eines im Einlaufstück 20 nachfolgenden Bolzens 8a (vgl. Fig. 4) zur Anlage kommen und so eine Nachlaufsperre für den nachfolgenden Bolzen 8a und die weiteren vor ihm anstehenden Bolzen bilden. In dieser Sperrstellung bleibt der Vereinzelungsstößel 34 stehen während in der zweiten Stufe des Aufwärtshubes dann der Hubstößel 3 2 den Bolzen weiter nach oben anhebt, bis der Bolzenkopf und die Kerbung 12 am Bolzenschaft 14 oberhalb des EinlaufStücks 20 freistehen.

Zum Ergreifen der freigestellten Bolzenköpfe dient je ein Greifkopf 82. Jeder Greifkopf hat eine Achse, die mit der Achse des zu ergreifenden Bolzens und damit auch der Achse des Abnahmeorts 22 fluchtet, in der Stellung, in der ein Bolzen

ergriffen werden soll. Hierzu sind alle Greifköpfe 82 an einem \

gemeinsamen Träger 84 befestigt, der seinerseits am beweglichen _;,.

Teil der Bolzeneinlegestation befestigt ist. Dieser bewegliche ΐ

Teil ist so einerseits auf und ab und andererseits zwischen der i

Bolzeneinlegestation und der Werkstückaufnahme hin und her beweg- 'ä

bar, daß die einmal hängend ergriffenen Bolzen zur Werkstückauf- * nähme überführt und ohne Veränderung ihrer relativen Lage und ihrer Achsausrichtung in die Aufnahmeöffnungen des an der Werkstückaufnahme befindlichen Werkstücks einsenkbar sind.

Jeder Greifkopf weist eine auf die erwähnte vertikale Achse am Aufnahmeort 22 zentrierte Zange 86 (Fig. 4) mit pneumatisch betätigbaren Greifbacken 88 auf. Es sind zwei Greifbacken 88 vorgesehen, die diametral entgegengesetzt zueinander angeordnet sind und jeweils eine Aussparung 90 aufweisen, welche den Bolzenkopf 10 mit etwas Spiel umgreifen kann. Die Greifflächen 92 jedes Greifbackens 88 greifen vielmehr an der Umfangskerbung 12 des Bolzenschaftes 14 an. Dabei sind die Greifflächen komplementär zur Mantelfläche des Bolzenschaftes angeordnet, ohne im einzelnen die Kerbung voll formschlüssig nachbilden zu müssen. Dadurch ist sichergestellt, daß die Achse des Bolzenschaftes der Zentrierungsachse entspricht, selbst wenn der gepreßte Bolzenkopf aufgrund seiner erheblichen Toleranzen asymmetrisch oder exzentrisch angeordnet ist.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Montieren von Bolzen, insbesondere von Bolzen mit gepreßten Köpfen oder von Kerbbolzen mit Schraubgewinde, gekennzeichnet durch mindestens drei verschiedene Zuführwege (20) der Bolzen (8) zu verschiedenen Abnahmeorten (22), die relativ zueinander in derselben, nicht auf einer gemeinsamen Geraden liegenden, relativen Lage wie die Montageorte (6) der Bolzen angeordnet sind, und durch eine Betätigungseinrichtung (30, 48, 50, 52, 82), mittels derer der Bolzen (8) am jeweiligen Abnahmeort (22) bis in eine freie Stellung des Bolzenkopfes anhebbar und die Bolzenköpfe unter Beibehaltung der relativen Lage und Achsrichtung der Bolzen (8)

gleichzeitig ergreifbar, über ihre Montageorte (6) führbar und in diese absetzbar sind.

2. Vorrichtung, insbesondere nach Anspruch 1, zum Montieren von Bolzen mit Köpfen, gekennzeichnet durch eine Hubeinrichtung (30, 32, 34), mittels derer der Bolzen (8) am Abnahmeort (22) in zwei Stufen anhebbar ist, wobei in der ersten Stufe der untergriffene Bolzenkopf unter gleichzeitigem Sperren des Nachlaufens eines nachfolgenden Bolzens anhebbar ist, während in der zweiten Stufe der Bolzenschaft unter relativer Bewegung zur stationär zurückbleibenden Untergreifung des Bolzenkopfes anhebbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und gegebenenfalls 2, gekennzeichnet durch eine Bolzeneinlegestation (18) mit mindestens drei in einem zweidimensionalen Muster relativ zueinander angeordneten Einlaufstücken (20) von die Bolzen (8) hängend zuführenden Förderschienen (24), je einem den Bolzen am Einlaufstück untergreifenden Stößel (3 0) mit gemeinsamer Hubbetätigung (48, 50, 52), je einem am oberen Bolzenende angreifenden Greifkopf (82) mit gemeinsamer Hub- und Translationsbetätigung sowie einer Werkstückaufnahme (2) für ein Werkstück mit Bolzenaufnahmelöchern, die in demselben geometrischen Muster wie die Abnahmeorte (22) der Einlaufstücke relativ zueinander angeordnet sind und über welche die Bolzen mittels der Greifköpfe axial fluchtend anordbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifköpfe (82) gemeinsam zum Einbringen der Bolzen (8) in die Bolzenaufnahmelöcher absenkbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifköpfe (82) zwangsläufig betätigte Zangen (86) aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifköpfe (82) auf die Bolzenachse zentriert und mit den Bolzenkopf (10) umgreifenden und am Bolzenschaft (14) angreifenden Greifbacken (88) versehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6 und gegebenenfalls 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (30) einen inneren Hubstößel (32) und einen relativ zu diesem axial verschiebbaren hülsenförmigen äußeren Vereinzelungsstößel (34) aufweist, und daß der Hubstößel mit Nachlauf relativ zu einer gemeinsamen Hubbewegung von Hubstößel und Vereinzelungsstößel anhebbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenförmige Vereinzelungsstößel (34) an seinem oberen Ende einen Bolzeneinlaufschlitz (36) aufweist, dessen Randkanten (80) in angehobener Stellung des Vereinzelungsstößels vor dem oberen Ende eines nachfolgenden Bolzens (8a) als Nachlaufsperre angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Hubbetätigung (48, 50, 52) von Hubstößel (32) und Vereinzelungsstößel (34).