DE8525957U1 - Device for mounting fastening elements on a component - Google Patents

Device for mounting fastening elements on a component

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

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Bayerische Motoren Werke AG, 8000 MünchenBavarian Motor Works AG, 8000 Munich

Vorrichtung zum Montieren von Befestigungselementen an einem BauteilDevice for mounting fastening elements on a component

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.The invention relates to a device of the type specified in the preamble of the first claim.

Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-OS 30 18 382 bekannt. Dort wird eine Vorrichtung beschrieben, bei welcher aus einem Vorratsbehälter über eine bewegliche Förderrinne Schrauben einem Schnellbauschrauber zugeführt werden können. Der Vorratsbehälter weist an seinem Ausgang eine Vereinzelungseinrichtung auf, so daß immer nur eine Schraube ausgerichtet von der Transporteinrichtung aufgenommen werden kann. Am befestigungsseitigen Ende der Transporteinrichtung befindet sich ein Dauermagnet, der die Schraube fluchtend zu dem Schrauber des Schnellbauschraubers hält. Druch eine Vertikalbewegung des Schnellbauschraubers erfaßt sein Schrauber den Schraubenkopf mit der Schraubklinge, um dann die Schraube einzuschrauben. Diese Vorrichtung eignet sich nur zum Einschrauben von Schrauben in Richtung der Schwerkraft.Such a device is known from DE-OS 30 18 382. This describes a device in which screws can be fed from a storage container to a drywall screwdriver via a movable conveyor trough. The storage container has a separating device at its outlet so that only one screw can be picked up by the transport device at a time. At the fastening end of the transport device there is a permanent magnet that holds the screw in line with the screwdriver of the drywall screwdriver. By moving the drywall screwdriver vertically, its screwdriver grips the screw head with the screwdriver blade in order to then screw in the screw. This device is only suitable for screwing in screws in the direction of gravity.

In der Automobilindustrie sind seit längerem Bestrebungen im Gange, möglichst viele Montagevorgänge bei dem Herstellen eines Automobils zu automatisieren. Da andererseits zum Befestigen einzelner Teile an einer Automobil karosserie nicht nur Schrauben, sondern auch Klipse verwendet werden, ist es wünschenswert, auch diese Kiipse automatisch in die entsprechenden Aufnahmeöffnungen in der Karosserie einzustecken. Als Einsatzgebiet kommenIn the automotive industry, efforts have long been underway to automate as many assembly processes as possible in the manufacture of a car. On the other hand, since not only screws but also clips are used to attach individual parts to a car body, it is desirable to automatically insert these clips into the corresponding openings in the body. The areas of application include

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beispielsweise Türinnenverkleidungen sowie Fußraum- und Gepäckraumabdeckungen in Frage. Geeignete Klipse beschreibt beispielsweise die DE-OS 30 29 845.for example, interior door panels and footwell and luggage compartment covers. Suitable clips are described in DE-OS 30 29 845, for example.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum automatisierten Montieren von Befestigungselementen, insbesondere Kiipsen also von nichtmetallischen Elementen bereitzustellen, mit der die Klipse insbesondere an senkrecht stehenden Teilen zuThe object of the present invention is to provide a device for the automated assembly of fastening elements, in particular clips, i.e. of non-metallic elements, with which the clips can be attached in particular to vertical parts.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Mit dieser Lösung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, mit welcher die Klipse sicher vom Vorratsbehälter zum Befestigungswerkzeug geführt werden können, gleichgültig ob sie hierbei in Richtung der Schwerkraft oder ihr entgegengesetzt transportiert werden müsssen. Darüber hinaus können die Klipse durch den Aufnahmekopf am Befestigungswerkzeug von diesem sicher übernommen werden und in jeder gewünschten Richtung bewegt werden. Ein Arbeiten nur in Richtung der Schwerkraft ist damit nicht mehr erforderlich.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of the first claim. This solution provides a device with which the clips can be safely guided from the storage container to the fastening tool, regardless of whether they have to be transported in the direction of gravity or against it. In addition, the clips can be safely taken over by the mounting head on the fastening tool and moved in any desired direction. Working only in the direction of gravity is therefore no longer necessary.

Die aus der DE-OS 30 18 382 bekannte Halteeinrichtung am Ende der Transporteinrichtung eignet sich nur für das Halten von metallischen Werkstoffen. Da Klipse aber üblicherweise aus Kunststoff hergestellt sind, ist die in der DE-OS 30 18 382 vorgeschlagene Lösung hier nicht anwendbar. Die Ansprüche 2 bis 5 beschreiben eine vorteilhafte aufgebaute Halteeinrichtung, mit der Befestigungselemente jeglicher Art gehalten werden können. Sie basiert auf der Erkenntnis, daß ein Halten der Befestigungselemente dann unabhängig von der Lage ihres Schwerpunkts zur Schwerkraft und ihres Materials immer dann sicher möglich ist, wenn ein formflüssiges Halten vorgesehen wird. Durch die Ausbildung der Halteeinrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4 wird der Vorteil erreicht, daß zum einen die Befestigungselemente ihre Ausrichtung beim Übergang von der Transporteinrichtung zur Halteeinrichtung nicht verändern können und daß sie immer in einer genau definierten Stellung inThe holding device at the end of the transport device known from DE-OS 30 18 382 is only suitable for holding metallic materials. However, since clips are usually made of plastic, the solution proposed in DE-OS 30 18 382 is not applicable here. Claims 2 to 5 describe an advantageously constructed holding device with which fastening elements of any kind can be held. It is based on the knowledge that holding the fastening elements is always possible safely, regardless of the position of their center of gravity in relation to gravity and their material, if a form-flowing holding is provided. The design of the holding device according to claims 3 and 4 achieves the advantage that, on the one hand, the fastening elements cannot change their orientation when moving from the transport device to the holding device and that they always remain in a precisely defined position in

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der Halteeinrichtung gehalten werden, so daß ihre Aufnahme von dem Aufnahmekopf problemlos; möglich ist.the holding device so that they can be easily picked up by the recording head.

Die Ansprüche 6 bis 8 beschreiben eine vorteilhafte Ausbildung des Befestigungswerkzeuges· Dieses zeichnet sich durch eine einfache Aufbauweise neben großer Betriebssicherheit aus. Die Aufnahme der Klips*; aus der Halteeinrichtung wird einfach durch eine mit einer Unterdruckquelle in Verbindung stehende Kugelkalotte erzieit.Claims 6 to 8 describe an advantageous design of the fastening tool. This is characterized by a simple design and high operational reliability. The clips* are easily removed from the holding device by means of a spherical cap connected to a vacuum source.

In folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following, the invention is explained in more detail using a preferred embodiment.

Es stellen dar:They represent:

Fig. 1 eine schematisierte Ansicht derFig. 1 is a schematic view of the

Halteeinriichtung und des Befestigungswerkzeuges;holding device and fastening tool;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäßFig. 2 shows a cross section through the inventive

aufgebaute Transporteinrichtung;constructed transport facility;

Fig, 3, 4 verschiedene Stellungen der Halteeinrichtung.Fig, 3, 4 different positions of the holding device.

In Fig. 1 ist schematisch die Baueinheit 1, bestehend aus einem Rahmen 2, dem daran befestigten Befestigungswerkzeug 3 sowie der Halteeinrichtung 4 dargestellt. Die Bauteinheit 1 wird über den Rahmen 2 an einen Industrieroboter angeschlossen. Dieser verfährt nach einem Programm mit geeigneten Steuer- und Überwachungseinrichtungen die Baueinheit 1 zu den einzelnen Montageplätzen. Die einzelnen Befestigungselemente werden aus einem nicht dargestellten Vorratsbehälter, beispielsweise ein Schwingförderer, sortiert, vereinzelt und lagerichtig der Transporteinrichtung 5 zugeführt.Fig. 1 shows a schematic representation of the assembly 1, consisting of a frame 2, the fastening tool 3 attached to it and the holding device 4. The assembly 1 is connected to an industrial robot via the frame 2. This robot moves the assembly 1 to the individual assembly stations according to a program with suitable control and monitoring devices. The individual fastening elements are sorted from a storage container (not shown), for example a vibrating conveyor, separated and fed to the transport device 5 in the correct position.

Die Transporteinrichtung besteht aus einem flexiblen Schlauch, der den ortsfesten Vorratsbehälter mit der beweglichen Baueinheit 1The transport device consists of a flexible hose that connects the stationary storage container with the movable assembly 1

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verbindet» Das Ende der Transporteinrichtung 5 ist mit der Halteeinrichtung 4 im Gestell 2 verbunden.connects» The end of the transport device 5 is connected to the holding device 4 in the frame 2.

Die Halteeinrichtung 4 besteht aus den beiden im Gestell 2 horizontal verschiebbar gelagerten Backen 6 und 7. Diese Backen werdenThe holding device 4 consists of the two jaws 6 and 7 which are mounted horizontally in the frame 2. These jaws are

' 5 über ein Gestänge 8, 9 von Pneumatikzylindern 10, 11 betätigt.' 5 is operated by pneumatic cylinders 10, 11 via a rod 8, 9.

.., Die Pneumatikzylinder sind fest im Rahmen 2 verschraubt. Die.., The pneumatic cylinders are firmly screwed into frame 2. The

Backen 6 und 7 weisen zwei Mundstücke 12 und 13 auf, die zum t
Halten des Befestigungselementes dienen.
Jaws 6 and 7 have two mouthpieces 12 and 13, which are used to
Serve to hold the fastening element.

Das Befestigungswerkzeug 3 besteht aus einer Zylinder-Kolben-Einheit, die pneumatisch betätigbar ist· Am vorderen Ende der beweglich gelagerten Kolbenstange 14 ist der Aufnahmekopf 15 befestigt. Der Aufnahmekopf 15 hat die Aufgabe, das in den Mundstücken 12, 13 gehaltene Befestigungselement zu übernehmen und in die vorgesehene öffnung am Befestigungsplatz einzudrücken. Hierzu weist der Aufnahmekopf - wie aus Fig. 4 ersichtlich - eine Vertiefung 15 auf, die mit einer Unterdruckquelle verbunden ist.The fastening tool 3 consists of a cylinder-piston unit, which can be operated pneumatically. The receiving head 15 is attached to the front end of the movably mounted piston rod 14. The receiving head 15 has the task of taking the fastening element held in the mouthpieces 12, 13 and pressing it into the opening provided at the fastening location. For this purpose, the receiving head has - as can be seen from Fig. 4 - a recess 15 which is connected to a vacuum source.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch die Transporteinrichtung 5 mit einem darin angeordneten Klips 17 dargestellt. Um den Klips 17 lagerichtig zu der Halteeinrichtung 4 zu transportieren weist die 20 Transporteinrichtung 5 einen Führungskanal 18 auf, der in se« .or Außenkontur der Außenkontur des Klipses 17 derart angepaßt ist, daß zwischen dem Klips 17 und Kanalkontur nur ein schmaler umlaufender Spalt 19 verbleibt. Dadurch ist gewährleistet, daß der Klips nicht kippen kann. Andererseits ist aufgrund des schmalen Spaltes der zum Transport des Klipses 17 benötigte Druckluftbedarf nicht allzu groß.Fig. 2 shows a cross section through the transport device 5 with a clip 17 arranged therein. In order to transport the clip 17 in the correct position to the holding device 4, the transport device 5 has a guide channel 18, which is adapted in its outer contour to the outer contour of the clip 17 in such a way that only a narrow circumferential gap 19 remains between the clip 17 and the channel contour. This ensures that the clip cannot tip over. On the other hand, due to the narrow gap, the compressed air required to transport the clip 17 is not too great.

Zur Aufnahme des von der Transporteinrichtung 5 zu der Halteeinrichtung 4 transportierten Klipses 17 weist die Backe 6 eine Führungsnut 20 auf (Fig. 3). Die Führungsnut 20 umschließt den Klips 17 bis auf seinen Kopf. Verlängert ist die Führungsnut 20 über das Mundstück 12 bis zum Mundstück 13 und zwar derart.To accommodate the clip 17 transported from the transport device 5 to the holding device 4, the jaw 6 has a guide groove 20 (Fig. 3). The guide groove 20 encloses the clip 17 up to its head. The guide groove 20 is extended over the mouthpiece 12 to the mouthpiece 13 in such a way.

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daß der Klips zur Hälfte von dem Mundstück 12 und zur anderen ,that the clip is half from the mouthpiece 12 and the other half,

Hälfte von dem Mundstück 13 gehalten wird. |jhalf is held by the mouthpiece 13. |j

Die erfindungsgeäße Vorrichtung arbeitet wie folgt: % Zu Beginn des ersten Arbeitszyklusses weist die Baueinheit 1 die \ in Fig. 1 dargestellte Stellung auf. Sie wird dann von dem Roboter << zu einer Befestigungsstelle gefahren und dort richtig positioniert. \ Währenddessen wird ein Steuersignal zu der Vereinzelungseinrichtung
am Vibrationswendelförderer gesandt. Dadurch wird ein vom Vibrationswendelförderer zum Anfang der Transporteinrichtung lagerichtig I
The device according to the invention works as follows: % At the beginning of the first working cycle, the assembly 1 has the position shown in Fig. 1. It is then moved by the robot << to a fastening point and correctly positioned there. \ During this time, a control signal is sent to the separating device
on the vibrating spiral conveyor. This will send a correctly positioned I from the vibrating spiral conveyor to the beginning of the transport device.

zugestellter Klips in die Transporteinrichtung 5 eingeführt und mit jtdelivered clips are inserted into the transport device 5 and with jt

Hilfe von Druckluft zu der Baueinheit 1 transportiert. Aufgrund : der Führungsnut 20 in den Backen 6, 7 sowie in deren Mundstücke
12, 13 befördert die Druckluft den einzelnen Klips 17 in die Mitte
zwischen die beiden geschlossenen Mundstücke 12, 13. Sodann wird
With the help of compressed air, the air is transported to the assembly unit 1. Due to : the guide groove 20 in the jaws 6, 7 and in their mouthpieces
12, 13 the compressed air transports the individual clips 17 into the middle
between the two closed mouthpieces 12, 13. Then

die Kolbenstange 14 ausgefahren und der Aufnahmekopf fährt mitthe piston rod 14 is extended and the recording head moves with

seiner Vertiefung 16 über den Befestigungskopf des Klipses 17.
Gleichzeitig wird in der Vertiefung 16 ein Unterdruck erzeugt.
its recess 16 over the fastening head of the clip 17.
At the same time, a negative pressure is generated in the recess 16.

Dadurch wird der Klips 17 an dem Aufnahmekopf 15 gehalten. Die :This holds the clip 17 on the recording head 15. The :

Sacken 6, 7 der Halteeinrichtung werden nun auseinandergefahren. ; Bags 6, 7 of the holding device are now moved apart. ;

Der Klips 17 wird nunmehr nur noch von dem Aufnahmekopf 15 % The clip 17 is now only supported by the recording head 15 %

gehalten. In der Zwischenzeit ist die Baueinheit 1 an der Befesti- |In the meantime, the assembly unit 1 is attached to the mounting |

gungsstelle richtig positioniert, so daß die Kolbenstange 14 voll- |correctly positioned at the supply point so that the piston rod 14 is fully |

ständig ausfahren und den Klips 17 in die vorgesehene öffnung fcontinuously extend and insert the clip 17 into the opening provided f

drücken kann. *can press. *

Nach Beendigung dieses Befestigungsvorganges wird der Unter- r After completion of this fastening process, the lower r

druck in der Vertiefung 16 aufgehoben, die Kolbenstange 14 fährt .,-pressure in the recess 16 is released, the piston rod 14 moves .,-

wieder zurück in die Ausgangsstellung und die Backen 6, 7 der % back to the starting position and the jaws 6, 7 of the %

Halteeinrichtung 4 schließen sich wieder. Sodann wird die Bauein- 'Holding device 4 close again. Then the assembly is '

heit von dem Roboter zu einer weiteren Befestigungsstelle gefahren .The robot then moves to another mounting location.

und der Arbeitszyklus beginnt ve; ->->uem. Während der Verfahrzeit I wird bereits ein neuer Klips zu der Halteeinrichtung 4 gefördert,
so daß sofort nach Positionierung der Baueinheit 1 ein neuer
Befestigungsvorgang eingeleitet werden kann*
and the working cycle begins ve; ->->uem. During the travel time I a new clip is already conveyed to the holding device 4,
so that immediately after positioning the assembly unit 1 a new
Fastening process can be initiated*

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Claims (1)

&bull; · ca· ca 1. Vorrichtung zum Montieren von Befestigungselementen an einem Bauteil, insbesondere Klipse an Kraftfahrzeugteilen zur Befestigung von Innenverkleidungsteilen, bestehend im wesentlichen aus einem Vorratsbehälter, einer Vereinzelungseinrichtung, einem Befestigungswerkzeug und einer zum Befestigung«, werkzeug führenden Transporteinrichtung für die Befestigungselemente, wobei am befestigungswerkzeugseitigen Ende der Transporteinrichtung eine Halteeinrichtung für das Befestigungselement vorgesehen ist,1. Device for mounting fastening elements on a component, in particular clips on motor vehicle parts for fastening interior trim parts, consisting essentially of a storage container, a separating device, a fastening tool and a transport device for the fastening elements leading to the fastening tool, wherein a holding device for the fastening element is provided at the fastening tool-side end of the transport device, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (5) ein flexibler Schlauch ist, dessen Führungskanal (18) dss Befestigungselement (17) unter Bildung eines umlaufenden Spaltscharacterized in that the transport device (5) is a flexible hose, the guide channel (18) of which the fastening element (17) forms a circumferential gap (19) derart umschließt, daß das Befestigungselement (17) mit seiner Längsachse quer zur Transportrichtung gehalten ist und daß das Befestigungswerkzeug (3) einen Aufnahmekopf (15) zur Aufnahme des in dsr Halteeinrichtung (4) bereitgehaltenen Befestigungselementes (17) aufweist und daß das Befestigungswerkzeug (3), die Halteeinrichtung (4) und das befestigungswerkzeugseitiige Ende der Transporteinrichtung (5) als Baueinheit (1) an einem Roboterarm befestigt sind.(19) in such a way that the fastening element (17) is held with its longitudinal axis transverse to the transport direction and that the fastening tool (3) has a receiving head (15) for receiving the fastening element (17) held ready in the holding device (4) and that the fastening tool (3), the holding device (4) and the fastening tool-side end of the transport device (5) are attached to a robot arm as a structural unit (1). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,2. Device according to claim 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtung (4) aus zwei horizontal verschiebbar angeordneten Backen (12, 13) besteht.characterized in that the holding device (4) consists of two horizontally displaceable jaws (12, 13). ti III) ItI · tillti III) ItI · till ««at""at 3. Vorrichtuncj n<jch Anspruch 2,3. Device according to claim 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Backe (12) mit dem Ausgang der Transporteinrichtung (5) verbunden ist und eine Führungsnut (20) aufweist, deren Querschnitt zumindest einem Teilumfang der Außenkontur des ßefestigungselementescharacterized in that one jaw (12) is connected to the output of the transport device (5) and has a guide groove (20) whose cross section corresponds to at least a partial circumference of the outer contour of the fastening element (17) entspricht, so daß das Befestigungselement (17) mit seiner Längsachse quer zur Transportrichtung eingeschoben werden kann.(17) so that the fastening element (17) can be inserted with its longitudinal axis transverse to the transport direction. H. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Backe (13) eine Verlängerung der Führungsnut (20) der ersten Backe (12) derart aufweist, daß das Befestigungselement (17) mit seiner Längsachse in der Trennfuge zwischen beiden Backen (12, 13) haltbar ist. H. Device according to claim 2 or 3, characterized in that the other jaw (13) has an extension of the guide groove (20) of the first jaw (12) such that the fastening element (17) can be held with its longitudinal axis in the parting line between the two jaws (12, 13). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (12, 13) von Pneumatikzylindern (10, 11) betätigbar sind.5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the jaws (12, 13) can be actuated by pneumatic cylinders (10, 11). 6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das Befestigungswerkzeug (3) eine Zylinder-Kolben-Einheit (14) mit beweglicher Kolbenstange6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fastening tool (3) a cylinder-piston unit (14) with a movable piston rod (14) ist, an deren vorderen Ende der Aufnahmekopf (15) befestigt ist.(14), to the front end of which the receiving head (15) is attached. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6,7. Device according to claim 6, dadurch gekennzeichnet, drii der Aufnahmekopf (15) eine Vertiefung (16) aufweist, e? aecharacterized in that the receiving head (15) has a recess (16), e? ae 8. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrrichtung der iylinder-Kolben-Einheit (11) senkrecht zur Verfahrrichtung der Backen (12, 13) verläuft.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the direction of travel of the cylinder-piston unit (11) runs perpendicular to the direction of travel of the jaws (12, 13).
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