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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Niethaltevorrichtung, insbesondere
für eine
Rundtaktmaschine, mit einem Nietauflager, das eine Auflagefläche für einen
Niet aufweist und auf einer Grundplatte angeordnet ist, und einem
Halteblock, der zwischen einer Aufnahmeposition und einer Halteposition
relativ zu dem Nietauflager verschiebbar gehalten ist.
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Niethaltevorrichtungen
der vorgenannten Art sind allgemein bekannt und werden von der Anmelderin
eingesetzt, wobei der Einsatz sich beispielsweise auf so genannte
Rundtaktmaschinen erstreckt. Die Niethaltevorrichtung hat die Aufgabe,
den Niet einerseits zu halten, bis die zu vernietenden Bauteile aufgesetzt
sind, und andererseits das notwendige Gegenlager für den Nietvorgang
bereitzustellen.
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Bei
Rundtaktmaschinen ergibt sich zudem die Aufgabe, den Niet bei einer
Drehung des Tisches festzuhalten, wobei diese Problematik sich erst
bei größeren Tischen
bzw. höheren
Taktgeschwindigkeiten (und damit Drehgeschwindigkeiten) ergibt.
Die Anmelderin hat zum kontrollierten Halten der Niete bisher beispielsweise
Magnete eingesetzt, die ein Verrutschen bzw. Herausfliegen der Niete
beim Drehen des Tisches verhindern.
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Obgleich
sich diese Lösung
in der Praxis bewährt
hat, besteht weiterhin der Wunsch, die Taktzeiten zu reduzieren
und damit die Drehgeschwindigkeit des Tisches der Rundtaktmaschine
zu erhöhen. Durch
die höhere
Taktgeschwindigkeit vergrößern sich
die Zentrifugalkräfte,
die auf den Niet wirken, so dass höhere Ansprüche an die Haltefunktion gestellt werden.
Darüber
hinaus soll die Lösung
zuverlässig und
ausfallsicher sein. Schließlich
soll die Niethaltevorrichtung so ausgelegt sein, dass sie eine Erhöhung der
Taktzahl erlaubt und nicht durch zusätzliche Mechaniken etc. zu
einer Verlangsamung führt.
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Vor
diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, eine Niethaltevorrichtung, insbesondere für eine Rundtaktmaschine, vorzusehen,
die eine höhere
Taktzahl ermöglicht, ohne
dass der zu haltende Niet durch die größer werdende Zentrifugalkraft
seine definierte Position verlässt.
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Diese
Aufgabe wird von der eingangs erwähnten Niethaltevorrichtung
dadurch gelöst,
dass am Halteblock zumindest ein Klemmhebel angebracht ist, dessen
Klemmende im Bereich der Auflagefläche des Nietauflagers liegt
und in der Aufnahmeposition des Halteblocks nach außen und
in der Halteposition des Halteblocks nach innen gedrückt wird,
um den Niet zu halten.
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Mit
anderen Worten umfasst die erfindungsgemäße Niethaltevorrichtung einen
Klemmhebel, der durch die Bewegung des Halteblocks relativ zu dem Nietauflager
die erforderliche Klemmbewegung erfährt. Dadurch wird das Klemmende,
d. h. eine Klemmbacke, in den Bereich der Auflagefläche bewegt,
so dass das Klemmende in der Halteposition des Halteblocks am Niet
anliegt, der auf der Auflagefläche
aufgesetzt ist. Wird der Halteblock bewegt, erfährt das Klemmende des Klemmhebels
wieder eine Bewegung nach außen
weg vom Niet, so dass dieser (zusammen mit der vernieteten Baugruppe)
entnommen werden kann.
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Da
die Bewegung des Halteblocks bei den bekannten Niethaltevorrichtungen
der Anmelderin bereits realisiert wird, wenn der Niet auf die Auflagefläche aufgelegt
wird und wenn der Niet mit den vernieteten Bauteilen abgenommen
wird, lässt
sich erfindungsgemäß diese
bereits vorhandene Bewegung zusätzlich
dazu nutzen, einen Klemmhebel zu betätigen. Damit haben die erfindungsgemäßen Klemmhebel
keinen Einfluss auf die Taktzahl, da zusätzliche Zeit für das Antreiben
von Mechanikelementen zum Betätigen
des Klemmhebels nicht erforderlich ist.
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Insgesamt
lässt sich
die Taktzahl einer Rundtaktmaschine mit erfindungsgemäßen Niethaltevorrichtungen
deutlich steigern, ohne dass die Gefahr bestünde, Niete durch hohe Zentrifugalkräfte zu verlieren.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung umgibt der Halteblock zumindest
teilweise das Nietauflager, und weist eine Öffnung an der der Auflagefläche zugewandten
Oberseite auf, wobei die Öffnung
so ausgebildet ist, dass ein Niet hindurchgeführt werden kann.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass durch die Öffnung
in der Oberseite des Halteblocks eine weitere mechanische Führung für den Niet
vorgesehen wird, da sich die Öffnung
im Halteblock relativ zu der Auflagefläche nach oben bewegt. Neben
der Führung
liefert die über
der Auflagefläche
liegende Öffnung
des Halteblocks eine zusätzliche
Stütze,
um zu verhindern, dass der Niet aus seiner Position gelangt.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung sind zwei Klemmhebel vorgesehen,
die einander gegenüberliegen
und den Niet an zwei Seiten klemmen.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass die Klemmung verbessert wird.
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Bei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Halteblock über
zumindest ein Federelement in die Halteposition vorgespannt, wobei sich
das Federelement einerseits an der Grundplatte und andererseits
am Halteblock abstützt.
Vorzugsweise sind zwei Federelemente in Form von Schraubenfedern
vorgesehen.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass die Bewegung des Halteblocks definiert erfolgt
und die Halteposition ohne äußeren Einfluss
erreicht wird.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung weist das Nietauflager eine Steuerfläche auf,
mit der ein Ende des Klemmhebels zusammenwirkt, um die Klemmbewegung
des Klemmhebels bei einer Bewegung des Halteblocks gegenüber dem
Nietauflager herbeizuführen.
Bevorzugt ist ein Federelement am Halteblock angebracht, welches
das Ende des Klemmhebels in Richtung der Steuerfläche drückt.
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Diese
Maßnahme
hat den Vorteil, dass die Klemmbewegung des Klemmhebels über mechanisch
einfache Mittel erreicht wird, wobei hierfür die sowieso vorhandene Bewegung
des Halteblocks in z-Richtung genutzt wird.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung weist der Halteblock zwei Halteblock-Teile
auf, die beabstandet zueinander gehalten sind, wobei in dem entstehenden
Spalt der Klemmhebel angeordnet ist. Vorzugsweise ist am Halteblock
ein Lagerblock lösbar angebracht,
der den Klemmhebel kippbar hält.
Weiter bevorzugt ist das mit dem Klemmhebel zusammenwirkende Federelement
zumindest teilweise im Lagerblock angeordnet und stützt sich
an einer von außen
erreichbaren Schraube ab.
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Die
vorgenannten Maßnahmen
haben den Vorteil, dass der Klemmhebel von außen gut erreichbar und insbesondere
auch ein- und ausbaubar ist, wobei hierfür lediglich der Lagerblock
vom Halteblock gelöst
werden muss. Auf diese Art und Weise lassen sich relativ schnell
neue Klemmhebel in die Niethaltevorrichtung einbauen, wenn sich
beispielsweise die Geometrie der zu verarbeitenden Niete verändert hat.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass sich das mit dem Klemmhebel
zusammenwirkende Federelement hinsichtlich der Federkraft von außen einstellen
lässt,
was eine sehr einfache Justierung zulässt.
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Weitere
Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der
Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die
Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf
die Zeichnung näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1a–1c drei
unterschiedliche schematische Ansichten einer erfindungsgemäßen Niethaltevorrichtung;
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2 eine
schematische Schnittdarstellung der Niethaltevorrichtung in der
Aufnahmeposition;
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3 eine
schematische Schnittdarstellung der Niethaltevorrichtung in der
Halteposition;
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4a–4f schematische Schnittdarstellungen zur
Erläuterung
der Bewegungsabläufe
zwischen Aufnahmeposition und Halteposition; und
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5a–5f die in 4 dargestellten
Zustände
der Niethaltevorrichtung, jedoch in perspektivischer Ansicht.
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In
den 1a bis 1c ist
eine Niethaltevorrichtung in unterschiedlichen Ansichten dargestellt
und mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet. Solche Niethaltevorrichtungen
werden bevorzugt in so genannten Rundtaktmaschinen eingesetzt, wobei
sich die erfindungsgemäße Lösung jedoch
nicht alleine auf den Einsatz in solchen Maschinen beschränkt. Auch
in anderen Anwendungsfällen
ist die erfindungsgemäße Niethaltevorrichtung 10 einsetzbar.
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Allgemein
dient sie dazu, einen Niet sowie die zu vernietenden Bauteile zu
halten und ein Widerlager beim Aufbringen der Nietkraft zu bilden.
Um den Niet und die Bauteile besser halten bzw. abstützen zu
können,
ist die Niethaltevorrichtung entsprechend an diese Bauteile angepasst,
was in dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel aus Übersichtlichkeitsgründen jedoch
nicht berücksichtigt wurde.
Die Anpassung an die Bauteile spielt jedoch für die Funktion keine Rolle.
Darüber
hinaus können auch
mehrere Niethaltevorrichtungen 10 nebeneinander angeordnet
werden, wobei bestimmte Teile der Niethaltevorrichtungen 10 miteinander
verbunden sein können.
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Die
gezeigte Niethaltevorrichtung 10 umfasst eine Grundplatte 12,
ein Nietauflager 14 und einen Halteblock 16. Das
Nietauflager 14 ist auf der Grundplatte 12 befestigt,
die wiederum auf dem Tisch der Rundtaktmaschine angebracht werden
kann.
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Das
Nietauflager 14 weist an seiner Oberseite eine Auflagefläche 22 auf,
auf die der Niet aufgesetzt wird. Das Nietauflager 14 bildet
folglich das Widerlager beim Vernieten.
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Der
Halteblock 16 umgibt das Nietauflager 14 und ist
in z-Richtung relativ zu dem Nietauflager 14 bewegbar gehalten.
Der Halteblock 16 kann sich also gegenüber dem Nietauflager 14 nach
oben und unten bewegen, wobei der Bewegungsweg begrenzt ist.
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Wie
sich aus den 1a bis 1c ergibt, weist
der Halteblock 16 an seiner Oberseite eine Öffnung 24 auf,
die mit der Auflagefläche 22 fluchtet
und zumindest so groß ist,
dass ein Niet hindurchpasst.
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Wie
sich aus den folgenden Figuren noch ergeben wird, ist der Halteblock 16 zwischen
einer Aufnahmeposition, in der die Oberseite des Halteblocks 16 etwa
in einer Ebene mit der Auflagefläche 22 liegt, und
einer Halteposition, in der die Oberseite des Halteblocks etwas
höher liegt
als die Auflagefläche 22, bewegbar.
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Die
Bewegung des Halteblocks 16 aus der Halteposition in die
Aufnahmeposition wird gegen die Federkraft eines Federelements 26 ausgeführt, wobei
sich das Federelement 26, wie in 1c gezeigt, einerseits
am Nietauflager bzw. an der Grundplatte abstützt und andererseits am Halteblock 16.
Je nach Anwendungsfall können
auch mehrere Federelemente 26 vorgesehen sein. Bei der
vorliegenden Ausführungsform
besitzt die Niethaltevorrichtung 10 zwei Federelemente 26.
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Die
Niethaltevorrichtung 10 umfasst ferner zwei Klemmhebel 30,
die gut in 1b zu erkennen sind. Die Klemmhebel 30 erstrecken
sich in z-Richtung parallel zu dem Nietauflager 14 und
sind an einem Lagerblock 40 schwenkbar gehalten. Die Schwenkachse
der Klemmhebel 30, die mit dem Bezugszeichen 34 gekennzeichnet
ist, verläuft
somit in x-Richtung.
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Der
Klemmhebel 30 weist an seinem oben liegenden Ende eine
Klemmbacke 32 auf, die dazu ausgelegt ist, einen Niet,
der auf der Auflagefläche 22 liegt,
zu kontaktieren und hierdurch zu klemmen.
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Der
Lagerblock 40 und damit auch der Klemmhebel 30 sind
am Halteblock 16 befestigt, so dass sie die Relativbewegung
gegenüber
dem Nietauflager 14 in z-Richtung ebenfalls mit ausführen. In der
in 1b gezeigten Ansicht befindet sich der Halteblock 16 in
der Halteposition, in der die Klemmbacke 32 des Klemmhebels 30 etwas
oberhalb der Auflagefläche 22 liegt
und nach innen, d. h. zur Mitte der Auflagefläche, ragt.
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Um
eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 34 ausführen zu
können,
weist der Klemmhebel 30 ein Klemmhebel-Ende 36 auf,
das bezüglich
der Klemmbacke 32 auf der anderen Seite der Schwenkachse 34 liegt.
Eine Bewegung des Klemmhebel-Endes 36 nach
außen,
d. h. weg von dem Nietauflager 14, führt folglich zu einer Bewegung
der Klemmbacke 32 nach innen.
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Um
die Klemmbacke 32 in der Aufnahmeposition nach außen zu bewegen
und in der Halteposition nach innen, wird die Bewegung des Halteblocks 16 in
z-Richtung ausgenutzt, um eine Kraft auf das Klemmhebel-Ende 36 aufzubringen,
so dass die Bewegung der Klemmbacke 32 erreicht wird. Hierzu weist
das Nietauflager 14 im Bereich des Klemmhebel-Endes 36 eine
Steuerfläche 52 auf,
gegen die das Klemmhebel-Ende 36 gedrückt wird. Hierfür ist ein
Federelement 46 im Lagerblock 40 vorgesehen, das
diese Kraft in Richtung des Nietauflagers 14 auf das Klemmhebel-Ende 36 ausübt. Bewegt
sich nun der Halteblock 16 und damit das Klemmhebel-Ende 36 in
z-Richtung, beispielsweise nach unten, gleitet das Klemmhebel-Ende 36 an
der Steuerfläche 52 entlang
und kann durch entsprechende Formgebung dieser Steuerfläche 52 nach
außen
oder innen bewegt werden. Bezug nehmend auf 1b bedeutet dies,
dass bei einer Bewegung des Halteblocks 16 aus der gezeigten
Halteposition in die Aufnahmeposition das Klemmhebel-Ende 36 sich
nach innen bewegen muss, um die Klemmbacke 32 nach außen zu bewegen.
Deshalb verläuft
die Steuerfläche 52 nach innen.
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Es
zeigt sich also, dass mit der Bewegung des Halteblocks 16 in
z-Richtung eine Bewegung der Klemmbacke 32 nach innen und
außen
auf einfache Art und Weise realisierbar ist. Da die Bewegung in z-Richtung
beim Einlegen eines Niets in einer Rundtaktmaschine bereits vorhanden
ist, muss für
die Bewegung des Klemmhebels 30 kein zusätzlicher
Aktuator etc. vorgesehen werden, der unter Umständen neben dem konstruktiven
Aufwand auch die Taktzeit beeinflusst.
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In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind zwei Klemmhebel 30 vorgesehen, die in einer Ebene zu
beiden Seiten des Nietauflagers 14 angeordnet sind und
damit das Klemmen eines Niets verbessern. Es ist jedoch anzumerken,
dass es nicht unbedingt erforderlich ist, zwei Klemmhebel 30 vorzusehen. Der
Aufbau und die Funktionsweise der beiden Klemmhebel 30 sind
jedoch identisch, lediglich die Bewegungsrichtung bezüglich der
Schwenkachse 34 ist entgegengesetzt.
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Wie
bereits erwähnt,
wird über
ein Federelement 46 das Klemmhebel-Ende 36 an
die Steuerfläche 52 angedrückt. Das
Federelement 46 wird von einer Schraube 44 gehalten
und kann darüber
auch justiert werden. Das heißt,
dass die auf das Klemmhebel-Ende 36 wirkende
Kraft eingestellt werden kann. Die Schraube 44 kann bevorzugt
mit dem Federelement 46 eine Einheit bilden, wie dies in 1b angedeutet
ist.
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Wie
sich insbesondere aus der 1a ergibt,
besitzt der Halteblock 16 spaltförmige Ausnehmungen 54,
die sich von der Öffnung 24 zum
Lagerblock 40 erstrecken. In diesen Ausnehmungen bzw. Spalten 54 liegen
die Klemmhebel 30. Ferner ist noch zu erkennen, dass der
Lagerblock 40 mittels zweier Schrauben 42 am Halteblock 16 befestigt
ist, so dass sich durch Lösen
dieser Verschraubung die Einheit aus Klemmhebel 30 und
Lagerblock 40 aus der Niethaltevorrichtung 10 entnehmen
lässt.
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Wie
sich ferner aus 1a noch ergibt, besitzt der
Halteblock 16 zwei Seitenteile 56, die angeschraubt
sind und im unteren Bereich ein Langloch aufweisen, in das ein Führungsbolzen 58,
der am Nietauflager 14 bzw. an der Grundplatte 12 angebracht ist,
hineinragt. Über
die Ausgestaltung des Langlochs und den Führungsbolzen 58 kann
der Bewegungsweg des Halteblocks 16 in z-Richtung festgelegt
bzw. begrenzt werden.
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An
dieser Stelle sei jedoch angemerkt, dass die Ausgestaltung des Halteblocks 16 mit
Spalten 54 und Seitenteilen 56 rein beispielhafter
Natur ist und die erfindungsgemäße Lehre
nicht beschränken
soll.
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In
den 2 und 3 ist die Niethaltevorrichtung 10 in
einer Schnittdarstellung entsprechend 1b vergrößert dargestellt,
und zwar einmal in der Aufnahmeposition (2) und in
der Halteposition (3). Deutlich zu erkennen ist
in 2, dass die Oberseite des Halteblocks 16 in
etwa in einer Ebene liegt mit der Auflagefläche 22, auf der beispielhaft
ein Niet 60 aufliegt. Darüber hinaus ist hier gut zu
erkennen, dass die Klemmbacken 32 der beiden Klemmhebel 30 unterhalb
der Auflagefläche 22 und
nach außen
verschwenkt sind, so dass der Abstand der beiden einander gegenüberliegenden
Klemmbacken 32 größer ist
als der Durchmesser des unteren Teils des Niets 60.
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Wie
bereits angedeutet, drücken
die beiden Federelemente 26 den Halteblock 16 nach
oben, was bedeutet, dass die in 2 gezeigte
Aufnahmeposition nur erreicht wird, wenn eine Kraft auf den Halteblock 16 aufgebracht
wird, die der Kraft der Federelemente 26 entgegenwirkt.
Sobald diese Kraft reduziert bzw. weggenommen wird, bewegt sich
der Halteblock 16 durch die Federelemente 26 nach
oben in die Halteposition, wie sie in 3 dargestellt
ist. Dabei werden die beiden Klemmhebel-Enden 36 über die Steuerfläche 52 nach
außen
gedrückt,
so dass sich die beiden Klemmbacken aufeinander zu bewegen und damit
den Niet 60 festklemmen können. Die beiden Klemmhebel 30 führen also
eine Bewegung nach oben und eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse 34 aus.
Die Steuerfläche 52 muss
dabei so ausgestaltet sein, dass die Schwenkbewegung erst dann ausgeführt wird,
wenn die Klemmbacken den unteren durchmessergrößeren Abschnitt des Niets 60 passiert
haben.
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In
den 4 und 5 ist nochmals der Ablauf der
Bewegung aus der Halteposition in die Aufnahmeposition und zurück dargestellt,
wobei auch zwei zu vernietende Bauteile 70 gezeigt sind.
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Es
ist deutlich zu erkennen, dass beim Zuführen eines Niets 60 der
Halteblock 16 in die Aufnahmeposition gebracht wird, so
dass die Klemmhebel öffnen.
Danach bewegt sich der Halteblock 16 wieder nach oben (4c, 5c),
so dass der Niet 60 über
die Klemmhebel 30 festgeklemmt und dadurch gehalten wird.
Anschließend
werden die beiden Bauteile 70 aufgelegt und vernietet,
wobei durch die aufgebrachte Kraft der Halteblock 16 wieder
in die Aufnahmeposition bewegt wird, so dass die Klemmhebel 30 wieder öffnen. Damit
kann der Niet 60 beim Vernieten in die Nietöffnung des
unteren Bauteils 70 hineingehen. Schließlich kann das vernietete Bauteil wieder
abgenommen werden, wobei hier, wie in 4f, 5f gezeigt, der Halteblock 16 wieder
in der Halteposition ist.
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Nach
alledem zeigt sich, dass mit der erfindungsgemäßen Niethaltevorrichtung ein
sehr sicheres Halten des Niets 60 möglich wird, so dass auch große Drehgeschwindigkeiten
auf einer Rundtaktmaschine nicht dazu führen können, dass der Niet 60 herausgeschleudert
wird. Dies hat den Vorteil, dass die Taktzeit und damit die Drehgeschwindigkeit
des Tisches der Rundtaktmaschine weiter erhöht werden kann.