EP3568244A1 - Vorrichtung und verfahren zum herstellen eines bauteils - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum herstellen eines bauteils

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Publication number
EP3568244A1
EP3568244A1 EP18700323.1A EP18700323A EP3568244A1 EP 3568244 A1 EP3568244 A1 EP 3568244A1 EP 18700323 A EP18700323 A EP 18700323A EP 3568244 A1 EP3568244 A1 EP 3568244A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
tool
positioning
pressing
recess
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18700323.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Glück
Robert Kirschner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP3568244A1 publication Critical patent/EP3568244A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/30—Particular elements, e.g. supports; Suspension equipment specially adapted for portable riveters
    • B21J15/32—Devices for inserting or holding rivets in position with or without feeding arrangements
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K25/00—Uniting components to form integral members, e.g. turbine wheels and shafts, caulks with inserts, with or without shaping of the components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/001—Article feeders for assembling machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B17/00—Connecting constructional elements or machine parts by a part of or on one member entering a hole in the other and involving plastic deformation
    • F16B17/008—Connecting constructional elements or machine parts by a part of or on one member entering a hole in the other and involving plastic deformation of sheets or plates mutually
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/08—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of welds or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
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    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53709—Overedge assembling means

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for producing a component, in particular in connection with to be formed on a sheet metal part by pressing resistor elements welding points or welding ßddlingvorkitch.
  • the component components to be processed with each other must first be provided and positioned and aligned with respect to each other. After that, the actual process of pressing takes place.
  • Part components to be pressed in second component components for example, manually submitted and aligned, with corresponding disadvantages in terms of the desired throughput in automatic processing.
  • punch heads or other feeders require within one
  • the invention is based on the object of specifying an apparatus and a method for producing a component in which a high production throughput can be achieved with particularly simple and / or space-saving means even with a corresponding modification of existing systems or methods.
  • the object underlying the invention is in a method for producing a component according to the invention with the features of
  • a method for producing a component with the steps of providing a first component component with at least one recess, in particular in the manner of a through hole, in or on at least one first surface of the first component component, positioning a second component component in FIG Area of the recess and pressing the first component component and the second component component together and thereby forming a cohesive, positive and / or non-positive connection between the first and the second component component at least in the region of the recess.
  • a core aspect of the present invention is thus the spatial and / or temporal separation of the necessary during the manufacture of different operations of positioning the components to be pressed together relative to each other and the actual pressing.
  • Total manufacturing process can be increased.
  • the space required in the press tool and / or at the joint for the feeding and pressing can be reduced.
  • Component component to be understood as a through hole from a front to a back of the first component component.
  • the recess may be faceted and / or be executed with embossed edge or, in particular for the formation of an undercut in the pressed state.
  • a positioning tool is used for positioning and a pressing apparatus and in particular a pressing tool and / or a C-bracket for pressing.
  • the positioning tool and the pressing tool or parts thereof are spatially and / or or are functionally separated and / or used.
  • a mutual obstruction of the tools or tool parts necessary for the individual method steps is avoided due to the spatial and / or functional separation.
  • Component component take place and the positioning and the injection point of the first component component are spatially separated from each other and / or tarnished by any tools or parts thereof used or taken time separated.
  • all devices can be used as tools for positioning and / or pressing, which permit the functional and in particular apparatus spatial and / or temporal separation of the operations to be carried out, which is necessary according to the invention.
  • a press tool a press with a
  • Lower tool part can be used as a support for the first component component and with a tool upper part which can be removed from the tool lower part.
  • Compression point of the first component component are located in the region of the lower tool part.
  • a positioning device or a part thereof can be moved to the positioning point when the tool upper part is in a state removed from the tool lower part, and from the positioning point and / or be removed from the area of the tool lower part before the tool upper part leaves the state removed from the tool lower part.
  • positioning tool or as part thereof to use an adapted to one or more positions of recesses of the first component component clipboard for one or more second component components, which is in particular aligned via a movement device with respect to the recesses suitably aligned ,
  • Positioning tool - which can also be referred to as food - offers various advantageous embodiments.
  • Singling device is used, in particular in the form of a
  • Cartridge magazine and / or use a corresponding magazine storage.
  • Positioning tool with second component components and in particular the positioning as such are driven by a drive for the pressing and in particular of the pressing tool. In this way, the apparatus and the procedural effort are reduced.
  • first component components can be provided with already configured recesses, it is alternatively possible in the method according to the invention for producing a component in the step of providing the first component component to perform at least one or more recesses in or on the recesses first surface of the first component components to include.
  • an apparatus for manufacturing a component which in particular is configured to carry out the inventive method, in particular in connection with a correspondingly designed control unit, and / or to be used in such a method according to the invention.
  • the device according to the invention for producing a component is designed with a unit for providing a first component component with a recess in or on a first surface of the first component component, with a unit for positioning a second component component in the region of the recess and with a unit for pressing the first
  • Component component and the second component component with each other and thereby to form a cohesive, positive and / or non-positive connection between the first and the second
  • Component component at least in the region of the recess.
  • the device according to the invention is furthermore set up such that the positioning and the pressing can be performed functionally and in particular spatially and / or temporally separated from one another in terms of apparatus.
  • Figures 1 to 8 show a schematic and sectional side view of various intermediate states, which in a
  • Embodiment of the method according to the invention for producing a component can be achieved.
  • FIGS 9 and 10 show in perspective side views each one
  • FIG. 1 1 shows a perspective side view of an embodiment of a feeding device.
  • Figures 12A, 12B show a partially sectioned side view and in a perspective exploded view of a magazine for receiving and releasing second component components in
  • Shape of a revolver or drum magazine
  • FIG. 13 shows a perspective side view of an embodiment of a device according to the invention for producing a component.
  • Figures 14, 15 show in perspective side view combined
  • Figures 16 to 20 show various views of embodiments of the device according to the invention using different magazines for receiving and
  • Figures 21 to 36 show a sectional side view of another
  • inventive method can be achieved.
  • FIGS. 1 to 8 show, in a schematic and sectional side view, various intermediate states which in one embodiment of the invention
  • inventive method for producing a component 10 can be achieved, using an embodiment of the
  • Device 100 for producing a component 10.
  • FIG. 1 shows the initial state in which a first
  • Component component 10 is provided with a base body 13 having a first surface or top 1 1 and a second surface or bottom 12.
  • the recess 15 extends as a through hole from the upper side 11 to the lower side 12.
  • such a structure is not mandatory. Rather, the recess 15 as a real recess of the top 1 1 or in the bottom 12, so the
  • Base body 13 is not completely penetrating, be formed. As already mentioned, the recess 15 of the first
  • Component component 10 be faceted and / or executed with embossed edge or be, in particular for the formation of an undercut in
  • a second component component 20 having a base body 23, an upper side 21, a lower side 22 and a lateral surface in the region of the recess 15 of the first component components 10 is then positioned by means of a conveying and positioning tool 30.
  • the second component component 20 may be formed, for example, in the manner of a completely coated Blechbutzens.
  • the second component component 20 is then inserted directly in the recess or in the region of the recess 15, positioned and / or fitted.
  • Press tool 40 which is moved in the transition to the intermediate state shown in Figure 6 in the region of the recess 15 and the second component component 20 positioned there, not in the way.
  • FIG. 6 shows that the second component component 20 is or is clamped in the region of the recess 15 of the first component component 10, as it were, between a lower tool part 41, which can serve as a support, and an upper tool part 42, which can serve as the actual press part. If the tool lower part 41 is to be used as a support for the second component component 20, then the lower tool part 41 must already be in transition to the intermediate state shown in FIG. 4, ie when the second one is supplied
  • Component component 20 may be present, e.g. in the arrangement shown in FIG. 6, so that the second component component 20 can be positioned on the upper side of the lower tool part 41 in the recess 15, possibly under the action of gravity.
  • Tool part 41 and 42 indicated arrows is then in transition to the intermediate state shown in Figure 7, the second component 20 in the recess 15 of the first component 10 under pressure by compression by means of the lower tool part 41 and
  • Figure 8 shows the final state of the component 1 with the deformed and compressed form 23 'of the main body 23 of the second
  • Figure 9 and 10 show in perspective side views each one
  • Component components 20 are arranged in recesses 15 of the first component components 10 assembled.
  • the respective tool shells 42 of the underlying pressing tool 40 are located in one of
  • Tool lower part 41 removed state and thus give respective first component components 10 and the areas of the recesses 15 to
  • Figure 1 1 shows a perspective side view of an embodiment of a feeder 30. This consists in the embodiment of Figure 1 1 of a so-called vibratory feeder 60 with the actual
  • Vibratory coil 61 Vibratory coil 61, a baffle 62 for singulating, a diverter 63 for distribution in a tube system 64 with individual tubes 65, which open into a receiver 66 to place there fed second component components 20 in a clipboard 67, which may be adapted to relative positions and / or alignments of recesses 15 in a corresponding first component component 10.
  • the second component components 20 can also be provided by means of a magazine 50.
  • Figures 12A, 12B show this in a partially sectioned side view or in an exploded perspective view of a magazine 50 for receiving and Release of second component components 20 in the form of a turret or
  • FIG. 13 shows another embodiment of the device according to the invention for producing a component 1 using a robot arm device 31 in combination with a vibratory spiral conveyor 60, as in FIG
  • any other conveyor may alternatively be used for
  • Vibratory spiral conveyor 60 are used for providing and / or separating second component components 20.
  • Figures 14 and 15 show a perspective side view combined positioning and pressing tools 30, 40, each in the manner of a C-bracket assembly 70. So these are devices that, although in
  • FIGS. 16 to 20 show different views of embodiments of the device 100 according to the invention using different magazines 50 for receiving and providing second component components 20.
  • the different magazines 50 can also be combined into higher-level magazine bearings 59.
  • Figures 19A and 19B show various embodiments of
  • Magazines 50 namely in the form of drum or revolver magazines 51 or in the form of cartridge magazines 52nd
  • Figures 21 to 36 show a sectional side view of another
  • Embodiment of the device 10 according to the invention for producing a component 1 in connection with various intermediate states which are achieved in the realization of an embodiment of the method according to the invention.
  • the starting point is the intermediate state shown in FIG. 21, in which a first component component 10 having a main body 13 and a recess 15 provided therein is provided on the upper side 11.
  • second component components 20 are provided via a conveying and positioning tool 30 by means of a magazine 50.
  • the conveying and positioning tool 30 has a so-called delivery slide 35, which is constructed in several parts, for conveying second component components 20 and a control slide 36 for controlling the delivery slide 35.
  • the positions of the individual components of the delivery slide 35 and in particular of the receiving openings for receiving and releasing the second component components 20 are mechanically controlled via the various positions of the control slide 36 shown in FIGS. 1 to 36, so that, in particular in the intermediate state illustrated in FIG single second component component 20 in the region of the recess 15 at the top 1 1 of the first component components 10 is discharged.
  • pressing of the second component component 20 in the region of the recess 15 with the first component component 10, for example for creating a spot weld then takes place by impressing force and pressure through the upper die 42 of the press tool 40 a sheet metal component, wherein the second component component functions in this context as a resistance element for the welding process.
  • the present invention also relates to a
  • a component composite - that is, for example, a component 1 comprising a first component component 10 and a second component component 20 - in particular by indirect joining
  • so-called resistance elements or slugs can also be used as second component components 20.
  • Pressing tool 40 is currently done manually.
  • a manual feed of the second component components 20 is not suitable for mass production and in particular prevents sufficient automation.
  • Known devices for feeding the second component components 20 do not provide any technology to press these elements (WES) 20 flush on both sides, taking into account the necessary pull-out forces.
  • punching heads require a large amount of space in the
  • Press tool 40 and optionally also in or au ßer will the press 40 (feeder) and can be used only conditionally and with relatively high cost.
  • a key aspect of the present invention is the functional and / or apparative separation of supply and injection, in spatial and / or temporal terms.
  • stamping heads used hitherto combine the function of feeding and pressing in a common location.
  • the WES can be placed and / or stored as second component components 20 by means of a separate feed 30 at the corresponding locations 15 on or in the first component components 10 and / or in the pressing tool 40, for example when opened
  • the separate feeder 30 moves out of the pressing tool 40, at least partially and in particular out of the actual embossing area of the pressing tool 40, ie, for example, out of the region of the recess 15 in the first component component 10.
  • the functional space becomes Released in the pressing tool 40.
  • the pressing tool 40 closes and compresses the WES or slugs as second component components 20 in the first component components 10 in order to produce the component 1 according to the invention.
  • the pressing can, for example, by means of conventional
  • Tool components for example, with embossing top and bottom.
  • a mobile feeder 30 - that is, with a movable conveying and positioning tool 30 - is conceivable.
  • Positioning tool 30 is conceivable.
  • the following advantages arise, inter alia: no additional space in the pressing tool 40 is required, at least at the positions for the second component components 20 or WES, since the feed 30 takes place spatially and / or temporally separately for pressing in.
  • a multiple feed with a single variablezeier is possible, for example via a Mehrfachweiche, in particular a
  • the singulation and the provision of the slugs take place as second component components 20 within the pressing tool 40 using a corresponding vibratory spiral conveyor 60
  • the division of the second component components 20 by singulation to a number of n positions can be in or before the pressing tool 40 and / or the first component components 10 based on a drum or revolving magazine 51 and / or with the principle of operation of a so-called "Gatling Gun " respectively.
  • a conveying and / or positioning tool 30 may also be formed outside the actual pressing tool 40, as shown for example in connection with FIG. 13.
  • the pressing tool 40 is formed without any element for a feed.
  • Component components 20 or slugs take place outside the
  • Component components 20 or slugs then takes place, for example, with the aid of same device that is used for the component transport, ie in the same process step.
  • This can be realized by industrial robots, swinging arm robots, transfer rails, collaborating robots,
  • Press tool 40 tool internal variant of the process and / or the means for supplying the second component components 20 are mechanically driven by the drive of the pressing tool 40 or the pressing tool 40 itself.
  • a separation is not mandatory, it is not mandatory in this case, a bulk material, it can on a
  • Press tool 40 have spatially fixed position.
  • the drive of the conveying and positioning tool 30 can be done inside the tool, ie inside the pressing tool 40, for example by means of tools
  • Butzenzu operation from the magazine 50 in the first component components 10 takes place for example by means of a mechanical device, the
  • pressing tool 40 in particular with respect to the pressing tool 40 can be driven inside the tool, for example, analogous to the slider 36th

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (1), mit Schritten bzw. mit Einheiten zum Bereitstellen einer ersten Bauteilkomponente (10) mit einer Ausnehmung (15) in oder an einer ersten Oberfläche (11) der ersten Bauteilkomponente (10), zum Positionieren einer zweiten Bauteilkomponente (20) im Bereich der Ausnehmung (15) und zum Verpressen der ersten Bauteilkomponente (10) und der zweiten Bauteilkomponente (20) miteinander und dadurch Ausbilden einer stoffschlüssigen, formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Bauteilkomponente (10, 20) zumindest im Bereich der Ausnehmung (15), bei welchen das Positionieren und das Verpressen funktional und insbesondere apparativ räumlich und/oder zeitlich getrennt voneinander ausgeführt werden bzw. ausführbar sind.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Bauteils
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere im Zusammenhang mit an einem Blechteil durch Verpressen von Widerstandselementen auszubildenden Schwei ßpunkten oder Schwei ßpunktvorbereitungen.
Bei der Herstellung und/oder Verarbeitung von Bauteilen durch Verpressen von ersten und zweiten Bauteilkomponenten miteinander müssen die miteinander zu verarbeitenden Bauteilkomponenten zunächst bereitgestellt und in Bezug aufeinander positioniert und ausgerichtet werden. Danach erfolgt der eigentliche Vorgang des Verpressens.
Herkömmlicherweise werden bei derartigen Verfahren in erste
Bauteilkomponenten einzupressende zweite Bauteilkomponenten zum Beispiel manuell vorgelegt und ausgerichtet, mit entsprechenden Nachteilen hinsichtlich des gewünschten Durchsatzes bei automatischer Verarbeitung. Andererseits erfordern Stanzköpfe oder andere Zuführeinrichtungen innerhalb eines
Presswerkzeugs einen vergleichsweise hohen Platzbedarf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils anzugeben, bei welchen mit besonders einfachen und/oder platzsparenden Mitteln ein hoher Produktionsdurchsatz auch bei entsprechender Abänderung bestehender Anlagen oder Verfahren erreicht werden kann. Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Herstellen eines Bauteils erfindungsgemäß mit den Merkmalen des
unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie bei einer Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils geschaffen, mit den Schritten Bereitstellen einer ersten Bauteilkomponente mit mindestens einer Ausnehmung, insbesondere nach Art eines Durchgangslochs, in oder an mindestens einer ersten Oberfläche der ersten Bauteilkomponente, Positionieren einer zweiten Bauteilkomponente im Bereich der Ausnehmung und Verpressen der ersten Bauteilkomponente und der zweiten Bauteilkomponente miteinander und dadurch Ausbilden einer stoffschlüssigen, formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Bauteilkomponente zumindest im Bereich der Ausnehmung. Erfindungsgemäß werden das Positionieren und das
Verpressen funktional und insbesondere apparativ räumlich und/oder zeitlich getrennt voneinander ausgeführt. Ein Kernaspekt der vorliegenden Erfindung ist also die räumliche und/oder zeitliche Auftrennung der beim Herstellen notwendigen unterschiedlichen Vorgänge des Positionierens der miteinander zu verpressenden Komponenten relativ zueinander und des eigentlichen Verpressens. Durch diese Maßnahmen können die Automatisierung und insbesondere der Durchsatz des
Herstellungsverfahrens insgesamt gesteigert werden. Zusätzlich kann der erforderliche Platzbedarf im Einpresswerkzeug und/oder an der Fügestelle für die Zuführung und Einpressung verringert werden. Au ßerdem sind an bestehenden Verfahren und Vorrichtungen des eigentlichen Verpressens keine nennenswerten Änderungen vorzunehmen, um die erfindungsgemäß erreichbaren Vorteile zu erzielen.
Vorangehend und nachfolgend kann unter der Ausnehmung der ersten
Bauteilkomponente ein Durchgangsloch von einer Vorderseite zu einer Rückseite der ersten Bauteilkomponente verstanden werden. Die Ausnehmung kann facettiert und/oder mit abgeprägten Rand ausgeführt sein oder werden, insbesondere zur Ausbildung einer Hinterschneidung im eingepressten Zustand. Bei einer konkreten Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Bauteils werden in vorteilhafter Weise zum Positionieren ein Positionierwerkzeug und zum Verpressen eine Pressvorrichtung und insbesondere ein Presswerkzeug und/oder eine C-Bügel verwendet, wobei das Positionierwerkzeug und das Presswerkzeug oder Teile davon voneinander räumlich und/oder funktional getrennt ausgebildet sind und/oder eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf Grund der räumlichen und/oder funktionalen Trennung eine gegenseitige Behinderung der für die einzelnen Verfahrensschritte notwendigen Werkzeuge oder Werkzeugteile vermieden.
Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Positionieren an einer
Positionierstelle oder Positionierposition der ersten Bauteilkomponente und das Verpressen an einer Verpressstelle oder Verpressposition der ersten
Bauteilkomponente erfolgen und die Positionierstelle und die Verpressstelle der ersten Bauteilkomponente voneinander räumlich getrennt sind und/oder von etwaig verwendeten Werkzeugen oder Teilen davon zeitlich getrennt angelaufen oder eingenommen werden.
Grundsätzlich sind sämtliche Einrichtungen als Werkzeuge zum Positionieren und/oder Verpressen einsetzbar, die die erfindungsgemäß notwendige funktionale und insbesondere apparative räumliche und/oder zeitliche Trennung der auszuführenden Vorgänge erlauben.
So kann zum Beispiel als Presswerkzeug eine Presse mit einem
Werkzeugunterteil als Auflage für die erste Bauteilkomponente und mit einem vom Werkzeugunterteil entfernbaren Werkzeugoberteil verwendet werden. Zusätzlich ist es dabei denkbar, dass sich eine Positionierstelle und eine
Verpressstelle der ersten Bauteilkomponente im Bereich des Werkzeugunterteils befinden.
Zum Positionieren können eine Positioniereinrichtung oder ein Teil davon zur Positionierstelle bewegt werden, wenn sich das Werkzeugoberteil in einem vom Werkzeugunterteil entfernten Zustand befindet, und von der Positionierstelle und/oder aus dem Bereich des Werkzeugunterteils entfernt werden, bevor das Werkzeugoberteil den vom Werkzeugunterteil entfernten Zustand verlässt.
Zusätzlich oder alternativ kann daran gedacht werden, als Positionierwerkzeug oder als Teil davon eine an eine oder mehrere Positionen von Ausnehmungen der ersten Bauteilkomponente angepasste Zwischenablage für ein oder mehrere zweite Bauteilkomponenten zu verwenden, welche insbesondere über eine Bewegungseinrichtung in Bezug auf die Ausnehmungen passend ausgerichtet positionierbar ist.
Ferner ist es zusätzlich oder alternativ denkbar, eine an eine oder mehrere Positionen von Ausnehmungen der ersten Bauteilkomponente steuerbar positionierbare Roboterarmeinrichtung zu verwenden, insbesondere im
Zusammenhang mit einer Zwischenablage für ein oder mehrere zweite
Bauteilkomponenten.
Auch der Vorgang zum Zuführen von zweiten Bauteilkomponenten zum Vorgang des Positionierens und insbesondere zu einem jeweils verwendeten
Positionierwerkzeug - welcher auch als Speisen bezeichnet werden kann - bietet verschiedene vorteilhafte Ausgestaltungsformen.
So ist es gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass zum Speisen des Positionierens und insbesondere des Positionierwerkzeugs mit zweiten Bauteilkomponenten eine
Vereinzelungseinrichtung verwendet wird, insbesondere in Form eines
Schüttgutvereinzlers, Fördertopfes oder Rütteltopfes, vorzugsweise in
Kombination mit einer Schikane, einer Mehrfachweiche und einem Empfänger mit Zwischenablage. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, zum Speisen ein Magazin,
insbesondere in Form eines Trommel- oder Revolvermagazins, eines
Patronenmagazins, und/oder ein entsprechendes Magazinlager einzusetzen.
Ferner ist es alternativ oder zusätzlich möglich, zum Speisen einen Vorgang und/oder eine Vorrichtung zum Erzeugen und/oder Verarbeiten - insbesondere durch Etikettieren, Beschichten, Profilieren - von zweiten Bauteilkomponenten, insbesondere aus einem Stangenmaterial, zu verwenden.
Auch der Vorgang des Verpressens bietet verfahrenstechnisch, aber auch auf der apparativen Seite verschiedene vorteilhafte Weiterbildungsmöglichkeiten. So ist es bei einer anderen Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens in vorteilhafter Weise möglich, zum Verpressen und insbesondere als Presswerkzeug und/oder zum Speisen des Positionierens und insbesondere des Positionierwerkzeugs mit zweiten Bauteilkomponenten eine Vorrichtung mit einer C-Bügel-Anordnung einzusetzen. Eine besonders kompakte Form des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens mit einer kompakten Bauweise der zu Grunde liegenden Vorrichtung ergibt sich, wenn gemäß einer anderen alternativen oder zusätzlichen Weiterbildung bei dem Verfahren das Speisen des Positionierens und insbesondere des
Positionierwerkzeugs mit zweiten Bauteilkomponenten und insbesondere das Positionierwerkzeug als solches durch einen Antrieb für das Verpressen und insbesondere des Presswerkzeugs angetrieben werden. Auf diese Art und Weise werden der apparative und der verfahrenstechnische Aufwand reduziert.
Zwar können die zu Grunde liegenden ersten Bauteilkomponenten mit bereits ausgestalteten Ausnehmungen bereitgestellt werden, alternativ ist es jedoch möglich, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Bauteils in dem Schritt des Bereitstellens der ersten Bauteilkomponente einen Vorgang des Ausbildens einer oder mehrerer Ausnehmungen zumindest in oder an der ersten Oberfläche der ersten Bauteilkomponenten zu umfassen.
Ferner ist es alternativ oder zusätzlich bei einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar, konkret an oder in einem Blech als erster Bauteilkomponente zur späteren Ausbildung von Schweißpunkten ein oder mehrere Widerstandselemente, insbesondere in Form von Butzen, als zweite Bauteilkomponenten zu verpressen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird auch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils geschaffen, welche insbesondere dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, insbesondere im Zusammenhang mit einer entsprechend ausgestalteten Steuereinheit, und/oder in einem derartigen erfindungsgemäßen Verfahren verwendet zu werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils ist ausgebildet mit einer Einheit zum Bereitstellen einer ersten Bauteilkomponente mit einer Ausnehmung in oder an einer ersten Oberfläche der ersten Bauteilkomponente, mit einer Einheit zum Positionieren einer zweiten Bauteilkomponente im Bereich der Ausnehmung und mit einer Einheit zum Verpressen der ersten
Bauteilkomponente und der zweiten Bauteilkomponente miteinander und dadurch zum Ausbilden einer stoffschlüssigen, formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der ersten und der zweiten
Bauteilkomponente zumindest im Bereich der Ausnehmung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner so eingerichtet ist, dass das Positionieren und das Verpressen funktional und insbesondere apparativ räumlich und/oder zeitlich getrennt voneinander ausführbar sind.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Figuren 1 bis 8 zeigen in schematischer und geschnittener Seitenansicht verschiedene Zwischenzustände, die bei einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Bauteils erreicht werden.
Figur 9 und 10 zeigen in perspektivischen Seitenansichten jeweils einen
Zwischenzustand für eine Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem ein oder mehrere erste Bauteilkomponenten in einem
Werkzeugunterteil eines Presswerkzeugs zusammen mit zweiten Bauteilkomponenten bestückt angeordnet sind. Figur 1 1 zeigt in perspektivischer Seitenansicht eine Ausführungsform einer Zuführeinrichtung.
Figuren 12A, 12B zeigen in teilweise geschnittener Seitenansicht bzw. in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ein Magazin zur Aufnahme und Freigabe zweiter Bauteilkomponenten in
Form eines Revolver- oder Trommelmagazins.
Figur 13 zeigt in perspektivischer Seitenansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils. Figuren 14, 15 zeigen in perspektivischer Seitenansicht kombinierte
Positionier- und Presswerkzeuge nach Art einer C-Bügel- Anordnung.
Figuren 16 bis 20 zeigen verschiedene Ansichten von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Verwendung verschiedener Magazine zur Aufnahme und zum
Bereitstellen zweiter Bauteilkomponenten.
Figuren 21 bis 36 zeigen in geschnittener Seitenansicht eine andere
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Zusammenhang mit verschiedenen Zwischenzuständen, die bei der Realisierung einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 36
Ausführungsbeispiele und der technische Hintergrund der Erfindung im
Detail beschrieben. Gleiche und äquivalente sowie gleich oder äquivalent wirkende Elemente und Komponenten werden mit denselben
Bezugszeichen bezeichnet. Nicht in jedem Fall ihres Auftretens wird die
Detailbeschreibung der bezeichneten Elemente und Komponenten
wiedergegeben. Die dargestellten Merkmale und weiteren Eigenschaften können in
beliebiger Form voneinander isoliert und beliebig miteinander kombiniert werden, ohne den Kern der Erfindung zu verlassen.
Die Figuren 1 bis 8 zeigen in schematischer und geschnittener Seitenansicht verschiedene Zwischenzustände, die bei einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Bauteils 10 erreicht werden, und zwar unter Verwendung einer Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Herstellen eines Bauteils 10.
Figur 1 zeigt dabei den Ausgangszustand, bei welchem eine erste
Bauteilkomponente 10 mit einem Grundkörper 13 mit einer ersten Oberfläche oder Oberseite 1 1 und einer zweiten Oberfläche oder Unterseite 12 bereitgestellt wird.
Im Übergang zu dem in Figur 2 dargestellten Zwischenzustand wird eine
Ausnehmung 15 im Grundkörper 13 der ersten Bauteilkomponente 10 ausgebildet. In der Darstellung gemäß Figur 2 erstreckt sich die Ausnehmung 15 als Durchgangsloch von der Oberseite 1 1 zur Unterseite 12. Eine derartige Struktur ist jedoch nicht zwingend. Vielmehr kann die Ausnehmung 15 auch als echte Ausnehmung der Oberseite 1 1 oder in der Unterseite 12, also den
Grundkörper 13 nicht vollständig durchdringend, ausgebildet sein. Wie bereits erwähnt wurde, kann die Ausnehmung 15 der ersten
Bauteilkomponente 10 facettiert und/oder mit abgeprägten Rand ausgeführt sein oder werden, insbesondere zur Ausbildung einer Hinterschneidung im
eingepressten Zustand.
Im Übergang zum Zwischenzustand gemäß Figur 3 wird dann mittels eines Förder-und Positionierwerkzeugs 30 eine zweite Bauteilkomponente 20 mit einem Grundkörper 23, einer Oberseite 21 , einer Unterseite 22 und einer Mantelfläche im Bereich der Ausnehmung 15 der ersten Bauteilkomponenten 10 positioniert. Die zweite Bauteilkomponente 20 kann z.B. nach Art eines rundum beschichteten Blechbutzens ausgebildet sein. Im Übergang zu dem in Figur 4 dargestellten Zwischenzustand wird die zweite Bauteilkomponente 20 dann direkt in der Ausnehmung oder im Bereich der Ausnehmung 15 eingelegt, positioniert und/oder eingepasst.
In dem in Figur 5 dargestellten Zwischenzustand ist nach Einpassen der zweiten Bauteilkomponente 20 in der Ausnehmung 15 der ersten Bauteilkomponenten 10 das Förder- und Positionierwerkzeug 30 aus dem Bereich der Ausnehmung 15 der ersten Bauteilkomponenten 10 entfernt worden und steht damit dem
Presswerkzeug 40, welches im Übergang zu dem in Figur 6 dargestellten Zwischenzustand in den Bereich der Ausnehmung 15 und der dort positionierten zweiten Bauteilkomponente 20 gefahren wird, nicht im Weg.
Figur 6 zeigt, dass die zweite Bauteilkomponente 20 im Bereich der Ausnehmung 15 der ersten Bauteilkomponente 10 quasi zwischen einem unteren Werkzeugteil 41 , welches als Auflage dienen kann, und einem oberen Werkzeugteil 42, welches als eigentliches Pressteil dienen kann, eingespannt wird oder ist. Soll das Werkzeugunterteil 41 als Auflage für die zweite Bauteilkomponente 20 genutzt werden, so muss das Werkzeugunterteil 41 bereits im Übergang zu dem in Figur 4 gezeigten Zwischenzustand, also beim Zuführen der zweiten
Bauteilkomponente 20 präsent sein, z.B. in der in Figur 6 gezeigten Anordnung, damit die zweite Bauteilkomponente 20 - ggf. unter Wirkung der Schwerkraft - auf der Oberseite des Werkzeugunterteils 41 in der Ausnehmung 15 positioniert abgelegt werden kann.
Angedeutet durch die in Figur 6 im unteren Werkzeugteil dem oberen
Werkzeugteil 41 bzw. 42 angegebenen Pfeile wird dann im Übergang zu dem in Figur 7 dargestellten Zwischenzustand die zweite Bauteilkomponente 20 in der Ausnehmung 15 der ersten Bauteilkomponente 10 unter Kraftaufwand durch Zusammendrücken mittels des Werkzeugunterteils 41 und des
Werkzeugoberteils 42 eingepresst, wodurch das eigentliche Bauteil 1 entsteht.
Alternativ dazu kann eine zusätzliche Einrichtung zum Haltern der zweiten Bauteilkomponente 20 in der Ausnehmung 15 eingesetzt werden. Diese Funktion kann auch vom Werkzeugoberteil 42 übernommen werden. Figur 8 zeigt dann den Endzustand des Bauteils 1 mit der deformierten und zusammengepressten Form 23' des Grundkörpers 23 der zweiten
Bauteilkomponenten 20 in der Ausnehmung 15 der ersten Bauteilkomponente 10. Figur 9 und 10 zeigen in perspektivischen Seitenansichten jeweils einen
Zwischenzustand für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem ein oder mehrere erste Bauteilkomponenten 10 in einem
Werkzeugunterteil 41 eines Presswerkzeugs 40 zusammen mit zweiten
Bauteilkomponenten 20 in Ausnehmungen 15 der ersten Bauteilkomponenten 10 bestückt angeordnet sind.
In diesen Anordnungen befinden sich die jeweiligen Werkzeugoberteile 42 des zu Grunde liegenden Presswerkzeugs 40 in einem vom
Werkzeugunterteil 41 entfernten Zustand und geben damit jeweilige erste Bauteilkomponenten 10 und die Bereiche der Ausnehmungen 15 zur
Bestückung mit zweiten Bauteilkomponenten 20 frei.
Figur 1 1 zeigt in perspektivischer Seitenansicht eine Ausführungsform einer Zuführeinrichtung 30. Diese besteht bei der Ausführungsform der Figur 1 1 aus einem so genannten Vibrationswendelförderer 60 mit der eigentlichen
Vibrationswendel 61 , einer Schikane 62 zum Vereinzeln, einer Mehrfachweiche 63 zum Verteilen in ein Schlauchsystem 64 mit einzelnen Schläuchen 65, welche in einen Empfänger 66 münden, um dort zugeführte zweite Bauteilkomponenten 20 in einer Zwischenablage 67 zu platzieren, welche angepasst sein kann an relative Positionen und/oder Ausrichtungen von Ausnehmungen 15 in einer entsprechenden ersten Bauteilkomponente 10. Alternativ zu einem Vorgang der Schüttgutzuführung mit Bauteilvereinzelung, können die zweiten Bauteilkomponenten 20 auch mittels eines Magazins 50 bereitgestellt werden.
Figuren 12A, 12B zeigen dazu in teilweise geschnittener Seitenansicht bzw. in einer perspektivischen Explosionsdarstellung ein Magazin 50 zur Aufnahme und Freigabe zweiter Bauteilkomponenten 20 in Form eines Revolver- oder
Trommelmagazins 51 .
Figur 13 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils 1 unter Verwendung einer Roboterarmeinrichtung 31 in Kombination mit einem Vibrationswendelförderer 60, wie im
Zusammenhang mit Figur 1 1 beschrieben wurde. Dargestellt ist wieder das Werkzeugunterteil 41 des Presswerkzeugs 40, wobei das Werkzeugoberteil 42 sich in einem vom Werkzeugunterteil 41 entfernten Zustand befindet, so dass die Roboterarmeinrichtung 31 freien Zugriff hat auf Ausnehmungen 15 erster Bauteilkomponenten 10 und deren Bereiche zum Bestücken der Ausnehmungen 15 mit zweiten Bauteilkomponenten 20, die der Zwischenablage 67 aus dem Empfänger 66 nachgeschaltet durch den Vibrationswendelförderer 60 bereitgestellt werden.
In Figur 13 kann auch jeder andere Förderer alternativ zum
Vibrationswendelförderer 60 zum Bereitstellen und/oder Vereinzeln zweiter Bauteilkomponenten 20 verwendet werden.
Die Figuren 14 und 15 zeigen in perspektivischer Seitenansicht kombinierte Positionier- und Presswerkzeuge 30, 40, jeweils nach Art einer C-Bügel- Anordnung 70. Dabei handelt es sich also um Einrichtungen, die zwar in
Kombination die Funktion eines Förder- und Positionierwerkzeugs 30 und eines Presswerkzeugs 40 realisieren, bei denen die einzelnen Funktionalitäten aber dennoch räumlich und zeitlich voneinander getrennt sind. Die Verwendung einer C-Bügel-Anordnung 70 ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise und eine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit. Die Figuren 16 bis 20 zeigen verschiedene Ansichten von Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 unter Verwendung verschiedener Magazine 50 zur Aufnahme und Bereitstellen zweiter Bauteilkomponenten 20. dabei können die unterschiedlichen Magazine 50 auch zu übergeordneten Magazinlagern 59 zusammengefasst werden. Die Figuren 19A und 19B zeigen verschiedene Ausführungsformen von
Magazinen 50, nämlich in Form von Trommel- oder Revolvermagazinen 51 bzw. in Form von Patronenmagazinen 52.
Die Figuren 21 bis 36 zeigen in geschnittener Seitenansicht eine andere
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Herstellen eines Bauteils 1 im Zusammenhang mit verschiedenen Zwischenzuständen die bei der Realisierung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden.
Ausgangspunkt ist dabei der in Figur 21 dargestellte Zwischenzustand, bei welchem eine erste Bauteilkomponente 10 mit einem Grundkörper 13 und einer darin vorgesehenen Ausnehmung 15 an der Oberseite 1 1 bereitgestellt wird.
Des Weiteren werden über ein Förder- und Positionierwerkzeug 30 mittels eines Magazins 50 zweite Bauteilkomponenten 20 bereitgestellt. Das Förder- und Positionierwerkzeug 30 weist einen so genannten Förderschieber 35, der mehrteilig aufgebaut ist, zum Fördern zweiter Bauteilkomponenten 20 und einen Steuerschieber 36 zum Steuern des Förderschiebers 35 auf.
Über die in den Figuren 1 bis 36 dargestellten verschiedenen Stellungen des Steuerschiebers 36 werden die Stellungen der einzelnen Bestandteile des Förderschiebers 35 und insbesondere der Aufnahmeöffnungen zur Aufnahme und zur Freigabe der zweiten Bauteilkomponenten 20 mechanisch gesteuert, so dass insbesondere in dem in Figur 29 dargestellten Zwischenzustand eine einzelne zweite Bauteilkomponente 20 im Bereich der Ausnehmung 15 an der Oberseite 1 1 der ersten Bauteilkomponenten 10 abgegeben wird.
In der Abfolge der Zwischenzustände gemäß den Figuren 33 bis 36 erfolgt dann unter Aufprägung von Kraft und Druck durch das Werkzeugoberteil 42 des Presswerkzeugs 40 das Verpressen der zweiten Bauteilkomponente 20 im Bereich der Ausnehmung 15 mit der ersten Bauteilkomponente 10, zum Beispiel zum Schaffen eines Schweißpunkts in einem Blechbauteil, wobei die zweite Bauteilkomponente in diesem Zusammenhang als Widerstandselement für den Schweißvorgang fungiert. Diese und weitere Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden
Erfindung werden an Hand der folgenden Darlegungen weiter erläutert:
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere auch eine
Zuführvorrichtung für Widerstandselemente und ein Verfahren zum
Zuführen von Widerstandselementen als zweiten Bauteilkomponenten 20 zu einer ersten Bauteilkomponente 10.
Bei Verfahren zur Herstellung eines Bauteilverbunds - also zum Beispiel eines Bauteils 1 aus einer ersten Bauteilkomponenten 10 und einer zweiten Bauteilkomponenten 20 - insbesondere durch indirektes Fügen, können als zweite Bauteilkomponenten 20 auch so genannte Widerstandselemente oder Butzen zum Einsatz kommen.
Die Zuführung dieser Butzen bzw. WES (Widerstandselemente) im
Presswerkzeug 40 erfolgt derzeit manuell. Der Einsatz von Stanzköpfen und/oder von Fördertöpfen oder Rütteltöpfen zur Vereinzelung von
Schüttgut und eine Stauförderung ist hier insbesondere wegen des erhöhten Bauvolumens nicht möglich.
Eine manuelle Zuführung der zweiten Bauteilkomponenten 20 ist nicht großserientauglich und verhindert insbesondere eine ausreichende Automatisierung. Bekannte Einrichtungen zum Zuführen der zweiten Bauteilkomponenten 20 bieten keine Technik an, um diese Elemente (WES) 20 beidseitig bündig, unter Berücksichtigung der erforderlichen Auszugskräfte, einzupressen.
Insbesondere Stanzköpfe erfordern einen großen Platzbedarf im
Presswerkzeug 40 und gegebenenfalls auch in oder au ßerhalb der Presse 40 (Zuführvorrichtung) und können nur bedingt und mit vergleichsweise hohem Aufwand eingesetzt werden.
Darüber hinaus kann - auf Grund der Baugröße der Stanzköpfe - nur ein relativ großer Abstand zwischen den einzubringenden Elementen (WES) 20 dargestellt werden. Ein Kernaspekt der vorliegenden Erfindung ist die funktionale und/oder apparative Trennung von Zuführung und Einpressung, und zwar in räumlicher und/oder zeitlicher Hinsicht.
Bisher verwendete Stanzköpfe hingegen vereinen die Funktion der Zuführung und des Einpressens an einem gemeinsamen Ort.
Erfindungsgemäß können die WES als zweite Bauteilkomponenten 20 mittels separater Zuführung 30 an die entsprechenden Stellen 15 an oder in der ersten Bauteilkomponenten 10 und/oder im Presswerkzeug 40 platziert und/oder abgelegt werden, zum Beispiel bei geöffnetem
Presswerkzeug 40.
Nach dem Ablegen der zweiten Bauteilkomponenten 20 fährt die separate Zuführung 30 wieder aus dem Presswerkzeug 40 heraus, zumindest teilweise und insbesondere aus dem eigentlichen Prägebereich des Presswerkzeugs 40, also zum Beispiel aus dem Bereich der Ausnehmung 15 in der ersten Bauteilkomponenten 10. Damit wird der Funktionsraum im Presswerkzeug 40 wieder freigegeben.
Im Anschluss daran schließt sich das Presswerkzeug 40 und verpresst die WES oder Butzen als zweite Bauteilkomponenten 20 in der ersten Bauteilkomponenten 10, umso erfindungsgemäß das Bauteil 1 herzustellen.
Das Verpressen kann zum Beispiel auch mittels konventioneller
Werkzeugbestandteilen zum Beispiel mit Prägebacke oben und unten erfolgen.
Eine mobile Zuführung 30 - das heißt mit einem beweglichen Förder- und Positionierwerkzeug 30 - ist denkbar.
Auch sind Mehrfachzuführungen mit einer Vorrichtung 30 und/oder in einem einzigen Zyklus denkbar.
Der Platzbedarf am Zielort für die Zuführung der WES oder Butzen als zweiten Bauteilkomponenten 20, also insbesondere im Bereich der jeweiligen Ausnehmung 15 in der ersten Bauteilkomponenten 10, wird erfindungsgemäß nicht mehr benötigt.
Ein Weiterverarbeiten einer zweiten Bauteilkomponenten 20, zum Beispiel im Sinne eines Etikettierens, Beschichtens oder Profilierens, innerhalb einer Schikane 62 während der Zuführung durch das Förder- und
Positionierwerkzeug 30 ist denkbar.
Auch ist ein Erzeugen des WES - z.B. aus einem Stangenmaterial - direkt durch das Förder- und Positionierwerkzeug 30 möglich.
Erfindungsgemäß stellen sich unter anderem folgende Vorteile ein: - Es ist kein zusätzlicher Platz im Presswerkzeug 40 erforderlich, zumindest an den Positionen für die zweiten Bauteilkomponenten 20 oder WES, da die Zuführung 30 räumlich und/oder zeitlich separat zum Einpressen erfolgt.
- Es lässt sich ein geringer Abstand zwischen den einzelnen zweiten Bauteilkomponenten 20 oder WES realisieren.
- Eine Mehrfachzuführung mit einem einzigen Vereinzeier ist möglich, zum Beispiel über eine Mehrfachweiche, insbesondere eine
Fünffachweiche.
- Auch ist eine Stauförderung möglich. - Denkbar ist auch ein direktes Erzeugen und/oder Beschichten der zweiten Bauteilkomponenten 20 oder WES vor bzw. während der Zuführung.
- Es besteht die Möglichkeit, zusätzliche Teile oder Komponenten mit den zweiten Bauteilkomponenten 20 WES im zu erzeugenden Bauteil 1 einzubringen. Denkbar sind zum Beispiel Funktionselemente, Hülsen zur elektrochemischen Trennung oder dergleichen.
- Es ergibt sich ein hoher Freiheitsgrad für die Zuführung, z.B. durch Einlegen mittels Robotertooling. - Es sind keine Schläuche aus dem Werkzeug heraus in die
Pressenumgebung notwendig.
Wie im Zusammenhang mit Figur 9 dargestellt ist, müssen zum Beispiel fünf Butzen als zweite Bauteilkomponenten 20 an die entsprechenden Stellen in der ersten Bauteilkomponente 10 und somit beispielsweise im Presswerkzeug 40 transportiert und abgelegt werden.
Gemäß Figur 10 erfolgen das Vereinzeln und die Bereitstellung der Butzen als zweite Bauteilkomponenten 20 innerhalb des Presswerkzeugs 40 unter Einsatz eines entsprechenden Vibrationswendelförderers 60. Die
Zuführung 30, welche den Raum im Aktivbereich des Presswerkzeugs 40 nach dem Ablegen der Butzen 20 wieder frei gibt, wird durch eine entsprechende Bewegungseinrichtung 32 für die Zwischenablage 67 des Vibrationswendelförderers 60, z.B. mittels einer Linearachse realisiert.
Gemäß der Darstellung aus Figur 1 1 kann die Aufteilung durch
Vereinzelung auf Anzahl von n Positionen zum Beispiel innerhalb des Presswerkzeugs 40 bzw. der ersten Bauteilkomponenten 10 mittels Mehrfachweiche 63 erfolgen.
Die Aufteilung der zweiten Bauteilkomponenten 20 durch Vereinzelung auf eine Anzahl von n Positionen kann im oder auch vor dem Presswerkzeug 40 und/oder der ersten Bauteilkomponenten 10 auf der Grundlage eines Trommel- oder Revolvermagazins 51 und/oder mit dem Funktionsprinzip einer so genannten„Gatling Gun" erfolgen.
Alternativ dazu kann ein Förder- und/oder Positionierwerkzeug 30 auch außerhalb des eigentlichen Presswerkzeugs 40 ausgebildet sein, wie dies zum Beispiel im Zusammenhang mit Figur 13 dargestellt ist.
Dabei ist das Presswerkzeug 40 ohne jegliches Element für eine Zuführung ausgebildet. Die Vereinzelung und Bereitstellung der zweiten
Bauteilkomponenten 20 oder Butzen erfolgen außerhalb des
Presswerkzeugs 40. Das eigentliche Zuführen der zweiten
Bauteilkomponenten 20 oder Butzen erfolgt dann zum Beispiel mit Hilfe der gleichen Vorrichtung, die für den Bauteiltransport verwendet wird, d.h. im selben Prozessschritt. Realisiert werden kann dies durch Industrieroboter, Schwingarmroboter, Transferschienen, kollaborierende Roboter,
Seilzugmechanisierung und dergleichen. Bei einer alternativen Ausführungsform mit einer in Bezug auf das
Presswerkzeug 40 werkzeuginterne Variante werden der Vorgang und/oder die Einrichtung zum Zuführen der zweiten Bauteilkomponenten 20 mechanisch vom Antrieb des Presswerkzeugs 40 oder vom Presswerkzeug 40 selbst angetrieben. Eine Vereinzelung erfolgt nicht zwingend, es liegt in diesem Fall nicht zwingend ein Schüttgut vor, es kann auf eine
Magazinlösung zurückgegriffen werden.
Dabei können die jeweiligen Magazine 50 eine in Bezug auf das
Presswerkzeug 40 räumlich feste Position besitzen.
Der Antrieb des Förder- und Positionierwerkzeugs 30 kann werkzeugintern, also im Innern des Presswerkzeugs 40 erfolgen, zum Beispiel durch
Treiber oder Schieber 36 im Werkzeugoberteil 42 des Presswerkzeugs 40, wie dies im Zusammenhang mit den Figuren 10 und 18 dargestellt ist.
Die verwendeten Magazine 50, geben jeweils nur eine einzelne zweite Bauteilkomponenten 20 oder einen einzelnen Butzen frei. Die
Butzenzuführung aus dem Magazin 50 in die erste Bauteilkomponenten 10 erfolgt zum Beispiel mittels einer mechanischer Vorrichtung, die
insbesondere in Bezug auf das Presswerkzeug 40 werkzeugintern angetrieben werden kann, zum Beispiel analog zum Schieber 36.
Bezugszeichenliste: 1 Bauteil
10 erste Bauteilkomponente
1 1 erste Oberfläche, Oberseite
12 zweite Oberfläche, Unterseite 13 Grundkörper
15 Ausnehmung
20 zweite Bauteilkomponente
21 erste Oberfläche, Oberseite 22 zweite Oberfläche, Unterseite
23 Grundkörper
30 Förder- und Positionierwerkzeug
31 Roboterarmeinrichtung
32 Bewegungseinrichtung
35 Förderschieber
36 Steuerschieber
40 Presswerkzeug
41 Werkzeugunterteil, Auflage
42 Werkzeugoberteil
50 Magazin
51 Revolvermagazin, Trommelmagazin 52 Patronenmagazin
59 Magazinlager 60 Vibrationswendelförderer
61 Vibrationswendel
62 Schikane
63 Mehrfachweiche
64 Schlauchsystem
65 Schlauch
66 Empfänger
67 Zwischenablage 70 C-Bügel-Anordnung
100 Vorrichtung zur Bauteilherstellung

Claims

Patentansprüche:
Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (1 ), mit den Schritten:
- Bereitstellen einer ersten Bauteilkomponente (10) mit mindestens einer Ausnehmung (15), insbesondere nach Art eines Durchgangslochs, in oder an zumindest einer ersten Oberfläche (1 1 ) der ersten
Bauteilkomponente (10),
- Positionieren einer zweiten Bauteilkomponente (20) im Bereich der Ausnehmung (15) und
- Verpressen der ersten Bauteilkomponente (10) und der zweiten
Bauteilkomponente (20) miteinander und dadurch Ausbilden einer stoffschlüssigen, formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Bauteilkomponente (10, 20) zumindest im Bereich der Ausnehmung (15),
bei welchem das Positionieren und das Verpressen funktional und insbesondere apparativ räumlich und/oder zeitlich getrennt voneinander ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 , bei welchem
- zum Positionieren ein Positionierwerkzeug (30) und zum Verpressen eine Pressvorrichtung und insbesondere ein Presswerkzeug (40) und/oder eine Einrichtung C-Bügel verwendet werden und
- das Positionierwerkzeug (30) und das Presswerkzeug (40) oder Teile davon voneinander räumlich und/oder funktional getrennt ausgebildet sind und/oder eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem
- das Positionieren an einer Positionierstelle der ersten
Bauteilkomponente (10) und das Verpressen an einer Verpressstell der ersten Bauteilkomponente (10) erfolgen und
- die Positionierstelle und die Verpressstelle der ersten
Bauteilkomponente (10) voneinander räumlich getrennt sind und/oder
von etwaig verwendeten Werkzeugen (30, 40) oder Teilen davon zeitlich getrennt angelaufen oder eingenommen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem
- als Presswerkzeug (40) eine Presse mit einem Werkzeugunterteil (41 ) als Auflage für die erste Bauteilkomponente (10) und mit einem vom Werkzeugunterteil (41 ) entfernbaren Werkzeugoberteil (42) verwendet wird,
- sich eine Positionierstelle und eine Verpressstelle der ersten
Bauteilkomponente (10) im Bereich des Werkzeugunterteils (41 ) befinden und
- zum Positionieren eine Positioniereinrichtung (30) oder ein Teil davon zur Positionierstelle bewegt wird, wenn sich das Werkzeugoberteil (42) in einem vom Werkzeugunterteil (41 ) entfernten Zustand befindet, und von der Positionierstelle und/oder aus dem Bereich des
Werkzeugunterteils (41 ) entfernt wird, bevor das Werkzeugoberteil (42) den vom Werkzeugunterteil (41 ) entfernten Zustand verlässt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem als Positionierwerkzeug (30) oder als Teil davon
- eine an eine oder mehrere Positionen von Ausnehmungen (15) der ersten Bauteilkomponente (10) angepasste Zwischenablage (67) für ein oder mehrere zweite Bauteilkomponenten (20) verwendet wird, welche insbesondere über eine Bewegungseinrichtung (32) in Bezug auf die Ausnehmungen (15) passend ausgerichtet positionierbar ist, und/oder
- eine an eine oder mehrere Positionen von Ausnehmungen (15) der ersten Bauteilkomponente steuerbar positionierbare
Roboterarmeinrichtung (31 ) verwendet wird, insbesondere im
Zusammenhang mit einer Zwischenablage für ein oder mehrere zweite Bauteilkomponenten (20). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem zum Speisen des Positionierens und insbesondere des Positionierwerkzeugs (30) mit zweiten Bauteilkomponenten (20)
- eine Vereinzelungseinrichtung, insbesondere in Form eines
Schüttgutvereinzlers, Fördertopfes oder Rütteltopfes, vorzugsweise in Kombination mit einer Schikane, einer Mehrfachweiche und einem Empfänger mit Zwischenablage ,
- ein Magazin (50), insbesondere in Form eines Trommel- oder
Revolvermagazins (51 ), eines Patronenmagazins (52), und/oder ein entsprechendes Magazinlager (59), und/oder
- ein Vorgang und/oder eine Vorrichtung zum Erzeugen und/oder Verarbeiten - insbesondere durch Etikettieren, Beschichtenden, Profilieren - von zweiten Bauteilkomponenten (20), insbesondere aus einem Stangenmaterial,
verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem zum Verpressen und insbesondere als Presswerkzeug (40) und/oder zum Speisen des Positionierens und insbesondere des Positionierwerkzeugs (30) mit zweiten Bauteilkomponenten (20) eine Vorrichtung mit einer C- Bügel-Anordnung (70) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem das Speisen des Positionierens und insbesondere des Positionierwerkzeugs (30) mit zweiten Bauteilkomponenten (20) und insbesondere das Positionierwerkzeug (30) als solches durch einen Antrieb für das Verpressen und insbesondere des Presswerkzeugs (40) angetrieben werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
bei welchem der Schritt des Bereitstellens der ersten Bauteilkomponente (10) einen Vorgang des Ausbildens der Ausnehmung (15) zumindest in oder an der ersten Oberfläche (1 1 ) aufweist. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem
- an oder in der ersten Oberfläche (1 1 ) der ersten Bauteilkomponente (10) mehrere Ausnehmungen (15) ausgebildet sind oder werden und
- eine entsprechende Mehrzahl zweiter Bauteilkomponenten (20) in einer jeweiligen Ausnehmung (15) positioniert und mit der zweiten Bauteilkomponente (10) verpresst werden,
insbesondere jeweils simultan.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welchem an oder in einem Blech als erster Bauteilkomponente (10) zur späteren Ausbildung von Schweißpunkten ein oder mehrere Widerstandselemente, insbesondere in Form von Butzen, als zweite Bauteilkomponenten (20) verpresst werden.
Vorrichtung (100) zum Herstellen eines Bauteils (1 ), insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,
welche mit
- einer Einheit zum Bereitstellen einer ersten Bauteilkomponente (10) mit mindestens einer Ausnehmung (15), insbesondere nach Art eines Durchgangslochs, in oder an zumindest einer ersten Oberfläche (1 1 ) der ersten Bauteilkomponente (10),
- einer Einheit zum Positionieren einer zweiten Bauteilkomponente (20) im Bereich der Ausnehmung (15) und
- einer Einheit zum Verpressen der ersten Bauteilkomponente (10) und der zweiten Bauteilkomponente (20) miteinander und dadurch
Ausbilden einer stoffschlüssigen, formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Bauteilkomponente (10, 20), zumindest im Bereich der Ausnehmung (15), ausgebildet ist und
welche so eingerichtet ist, dass das Positionieren und das Verpressen funktional und insbesondere apparativ räumlich und/oder zeitlich getrennt voneinander ausführbar sind.
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