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ANWENDUNGSBEREICH DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich der Rüttler und
insbesondere auf die Anpassungsmittel zum besseren Steuern der Ausrichtung
und der Verteilung von Stücken
am Austritt von Mitteln zu deren Lagerung und stückweisen Ausgabe wie z. B.
Rüttlern.
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BESCHREIBUNG DES AKTUELLEN
STANDS DER TECHNIK
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Es
gibt nach dem Stand der Technik verschiedene Vorrichtungen vom Typ
Rüttler
wie beispielsweise im amerikanischen Dokument Nr. 6,257,392 beschrieben,
die alle nach demselben Prinzip funktionieren, nämlich dem Rütteln der in dem Behälter gelagerten
Stücke,
um sie in eine bestimmte Bewegung zu versetzen, so dass sie einzeln
aus dem Behälter
austreten und dabei meist mit den Stücken davor und dahinter in
Berührung
sind.
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Bei
diesen Rüttlern
ist allerdings beim Lagern und Verteilen von unsymmetrischen Stücken nicht
deren systematische und sichere Ausrichtung am Austritt aus dem
Behälter
gewährleistet.
Die Tatsache, dass die Stücke
hintereinander angeordnet werden und ein Stück mit dem jeweils davor und
dem dahinter liegenden Stück
in Berührung
ist, erschwert ebenfalls eine einheitliche Ausrichtung der Stücke. Diese
einheitliche Ausrichtung ist jedoch besonders wichtig, insbesondere
bei Nietanwendungen, bei denen die Niete in einer vorgegebenen Position
in eine neue Lager- oder Nietvorrichtung gelangen müssen. Denn
obwohl die Niete im Allgemeinen drehsymmetrisch sind, haben sie
in Längsrichtung
eine unsymmetrische Gestalt, da sie einen Kopf und einen Schaft
besitzen. Bestimmte Niete wie z. B. Blindniete besitzen einen Schaft
auf beiden Seiten des Kopfs, von denen jeder eine andere Funktion
hat. Folglich ist es sehr wichtig, dass alle Niete einheitlich ausgerichtet
sind, um z. B. mit dem Schaft nach vorn in die Nietvorrichtung zu
gelangen.
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Denn
eine falsche Ausrichtung kann ein fehlerhaftes Nieten und ggf. eine
Beschädigung
des in der Phase nach der Phase des Verteilens der Stücke am Austritt
des Rüttlers
zum Einsatz kommenden Werkzeugs zur Folge haben. Aufgrund der stets
bestehenden Gefahr einer Fehlausrichtung und somit Beschädigung eines
dem Rüttler
nachgeordneten Werkzeugs wie z. B. eines Stanz- bzw. Nietkopfs waren
die Planer solcher Vorrichtungen genötigt, mehrfache Mittel zur
Kontrolle der Niete auf deren Weg bis zum Nietkopf zu vorzusehen,
wodurch diese Anlagen noch kostspieliger wurden.
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Es
gibt auch verschiedene Vorrichtungen zum Umkehren eines Stücks einer
Vorrichtung zum Inbewegungsetzen von Stücken wie Niete, aber bisher
konnte die richtige Position bzw. Ausrichtung der Stücke wie
Niete erst am Ende der Bewegung sicher erkannt werden, d.h. wenn
das Teil am Stanz-/Nietkopf angelangt ist, da die richtige Ausrichtung
eines Niets nur sehr schwer erkennbar ist.
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Zu
solchen Vorrichtungen gehört
die im amerikanischen Dokument Nr. 5,385,434 beschriebene Verteilvorrichtung
eines Lagermittels zu einer Verarbeitungsstation für Bauteile
vom Typ der Komponenten von elektrischen Steckverbindern, die sich
jedoch von Nieten und insbesondere Blindnieten unterscheiden. Diese
Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Teile
besitzt:
- – Verteilvorrichtung,
die an eine Verteilleitung angeschlossen ist und mit einem Druckluftstrom
beaufschlagt wird, wodurch ein Differentialdruck und damit ein Saugeffekt
erzeugt wird, durch den die Komponenten in einer Leitung vom Lagerbehälter zur
Verarbeitungsstation gefördert
werden,
- – Mittel
zur stückweisen
Beschickung, die vor der Verteilvorrichtung angeordnet sind und
durch eine drehbare Wählvorrichtung
betätigt
werden,
- – Mittel
zum Ausrichten der Komponenten, die vor der Verteilvorrichtung angeordnet
sind und durch eine Rille gekennzeichnet sind, in der die Komponenten
nur mit einer bestimmten Ausrichtung befördert werden können.
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Diese
Vorrichtung besitzt den Vorteil, dass dabei anstelle der Schwerkraft
Druckluft verwendet wird, um die Verarbeitungsstation mit Komponenten zu
versorgen und diese entsprechend auszurichten. Durch den Druckluftstrom
werden auch die zu verteilenden Komponenten im Lagerbehälter, der
kein Rüttler
ist, zur Verteilvorrichtung in Bewegung gesetzt.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Auf
diesem Stand der Technik aufbauend führten die Antragsteller Untersuchungen
durch, um die obengenannten Nachteile durch Lösungen zu beseitigen, mit denen
insbesondere eine fehlerhafte Ausrichtung der Komponenten am Austritt
von Lager- und Verteilvorrichtungen wie Rüttlern vermieden wird.
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Diese
Untersuchungen führten
zur Auslegung einer besonders vorteilhaften und einfachen Vorrichtung
zum Verteilen von Stücken,
insbesondere Nieten am Austritt von Lagerbehältern wie Rüttlern, bei der gewährleistet
ist, dass die einzelnen Stücke
am Austritt einwandfrei ausgerichtet sind.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
dient zur Verteilung von Stücken,
insbesondere Nieten, die am Ausgang eines Lagermittels bereitgestellt
werden, wie zum Beispiel einem Rüttler,
der im Bereich seines Ausgangs eine Verschiebungsstrecke der besagten Stücke aufweist,
wobei die Vorrichtung durch einen Steuermodul gebildet wird, der
den Eintritt der Stücke,
die von dem besagten Lager- und Verteilungsmittel bereitgestellt
werden, nacheinander in eine Leitung ermöglicht.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Kontrollmodul zur
Ausrichtung jedes Stücks,
das durch die Leitung verläuft,
und aus einem Absaugmittel besteht, das zur Mitnahme der bereits
in Bewegung befindlichen Stücke
in der Leitung bestimmt ist, und (zwar durch Beschleunigung des)
Stücks,
das am meisten dem Unterdruck unterliegt, wobei sich die Leitung
in der Verlängerung
der Verschiebungsstrecke befindet.
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Dieses
Merkmal ist besonders vorteilhaft, da damit die Möglichkeit
besteht, die Ausrichtung der Stücke
nach deren Austritt aus dem Rüttler
und vor deren Beförderung
in die Vorrichtung der Phase nach der Verteilphase zu erkennen.
Die Vermittlung einer sicheren Information ermöglicht die Förderung
des Stücks
bzw. des Niets direkt zur nachfolgenden Phase mit genau der Ausrichtung,
mit der es bzw. er in die Leitung eingeführt wurde, oder anderenfalls
zu einer Umkehrvorrichtung gebracht zu werden, in der es bzw. er
umgekehrt und in die gewünschte
Ausrichtung gebracht wird. Durch die Kontrollvorrichtung für den Durchlauf
der Stücke
wird gewährleistet,
dass die Leistungsfähigkeit
des Kontrollmittels für
die Ausrichtung der Stücke
nicht überschritten
wird. Weiterhin kann mit einer solchen Kontrollvorrichtung die Anzahl
der Stücke
gezählt
werden, deren Ausrichtung von ihm geprüft wird, was im Rahmen einer
Zwischenverpackungsetappe der verteilten Stücke eine besonders interessante
Funktionalität
darstellt.
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Das
Inbewegungsetzen der Stücke
im Inneren der Vorrichtung erfolgt nicht durch eine mechanische
Antriebsvorrichtung, sondern durch einen Druckluftstrom und damit
die Erzeugung eines Unterdrucks in der Leitung durch das Ansaugmittel.
Die Wahl dieses Mittels zum Inbewegungsetzen der Stücke ist
besonders vorteilhaft, da dadurch die einzelne Beförderung
der Stücke
in der Vorrichtung gewährleistet
ist. Denn der Saugeffekt wirkt sich nur auf das Stück aus,
das sich am nächsten
bei der Leitung befindet, während
das nachfolgende Stück
der durch den Unterdruck bewirkten Saugwirkung wesentlich weniger
ausgesetzt ist und auch durch das davor liegende Stück vor dem
Bewegen gehindert wird. Durch die Optimierung der Schleuse, die
durch den Steuermodul am Eintritt der Leitung gebildet wird, ist
gewährleistet,
dass die Stücke
einzeln am Kontrollmodul vorbei gelangen und folglich die Ausrichtung
jedes einzelnen Stücks
sicher erkannt wird.
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Die
erfindungsgemäße Verteilvorrichtung
unterscheidet sich dadurch von denen nach dem bisherigen Stand der
Technik, dass sie sich am Austritt des Rüttlers o. ä. befindet, der bestimmungsgemäß die Beförderung
der darin gelagerten Stücke
zum Austritt hin bewirkt. Folglich befinden sich die Stücke, die
von der erfindungsgemäßen Vorrichtung
aufgenommen werden, bereits in Bewegung. Entsprechend bewirkt die
Absaugung kein Inbewegungsetzen der Stücke, sondern eine Beschleunigung
der Bewegung der Stücke,
die sich am austrittseitigen Ende der zu durchlaufenden Strecke
befinden, wodurch gewährleistet
ist, dass die Stücke
einzeln in die Verteilvorrichtung gelangen, die ebenfalls den Rüttelbewegungen
des Rüttlers
ausgesetzt ist. Die Vorrichtung zum Verteilen der Stücke am Austritt
des Rüttlers
erfüllt somit
andere Funktionen als die, die für
eine Verteilvorrichtung von in herkömmlicheren Mitteln gelagerten
Stücken
erforderlich sind. Sie ist das Ergebnis eines ständigen Bemühens der Antragsteller um eine sichere
Kontrolle der Ausrichtung der Stücke
so früh wie
möglich
in deren Beförderungsprozess,
d.h. bei dem Lagermittel, das in diesem Fall ein Rüttler ist.
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Die
erfindungsgemäße Absaugung
bildet somit ein Mittel zur Beschleunigung der Bewegung bestimmter,
bereit in Bewegung befindlicher Stücke, wodurch gewährleistet
wird, dass das dem Unterdruck am stärksten ausgesetzte Stück als erstes
und einziges in die erfindungsgemäße Verteilvorrichtung gelangt.
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Nach
einem weiteren besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist
die erfindungsgemäße Vorrichtung
an dem Rüttler
befestigt, dem sie zugeordnet ist. Damit nutzt die Vorrichtung das
herkömmlicherweise
von einem Rüttler bewirkte
Inbewegungsetzen der Stücke
geschickt aus, um die Stücke zum
Eintritt der Leitung zu befördern.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin auch den Arbeitsprozess einer solchen
Vorrichtung sowie den einer solchen Vorrichtung angepassten Rüttler. Dieser besitzt
an seinem Austritt einen Beförderungsweg
für die
Stücke
und ist dadurch gekennzeichnet, dass er so vorgeformt ist, dass
er die erfindungsgemäße Vorrichtung
fest aufnehmen kann.
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Nachdem
die Grundkonzepte der Erfindung vorstehend in ihrer elementarsten
Form beschrieben wurden, werden weitere Einzelheiten und Merkmale in
der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen verdeutlicht, in denen beispielhaft und ohne Anspruch
auf Vollständigkeit
eine Ausführungsart
einer Verteilvorrichtung, eines Arbeitsverfahrens und des dazu passenden Rüttlers nach
dieser Erfindung dargestellt ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Bild
1 ist die perspektivische schematische Zeichnung einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Verteilvorrichtung,
die dabei an einem Rüttler befestigt
ist,
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Bild
2 ist die perspektivische schematische Zeichnung der Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Verteilvorrichtung
allein nach Bild 1,
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Bild
3a, 3b, 3c und 3d sind schematische Zeichnungen einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Verteilvorrichtung
in Draufsicht mit teilweisem Schnitt zur Veranschaulichung der Funktionsweise,
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Bild
4 ist die schematische Zeichnungen einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verteilvorrichtung
in Draufsicht mit teilweisem Schnitt zur Veranschaulichung der Funktionsweise
unter Darstellung von blinden Nieten als zu verteilende Stücke.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSARTEN
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Wie
auf den Zeichnungen von Bild 1 und 2 dargestellt, besteht die insgesamt
mit D bezeichnete Vorrichtung zum Verteilen von drehsymmetrischen Stücken, insbesondere
Nieten R, die am Austritt eines Lagerbehälters, insbesondere eines Rüttlers 100 bereitgestellt
werden, der an seinem Austritt 110 einen Beförderungsweg
für die
besagten Stücke
R besitzt, aus einem Steuermodul 200, der den stückweisen
Eintritt der von dem besagten Lagerbehälter 100 bereitgestellten
Stücke
R in eine Leitung C zulässt, und
aus einem Kontrollmodul 300 zur Prüfung der Ausrichtung jedes
Stücks
R, das durch die Leitung C gelangt.
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Nach
der Ausführungsform
in Bild 1 ist die Vorrichtung D an dem Rüttler 100 befestigt,
mit dem sie zusammenwirkt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
D besitzt eine – nicht
dargestellte – Absaugvorrichtung,
die dazu dient, die Stücke
R in die Leitung C zu saugen und darin zu befördern. Die Stücke R bewegen
sich darin in Richtung der achsgleich mit der Leitung C verlaufenden
Pfeile F.
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Denn
wie auf der Zeichnung dargestellt und erfindungsgemäß ist die
Längsachse
der besagten Leitung C achsparallel zur Längsachse der Stücke R ausgerichtet.
Somit ist der Durchmesser der Leitung so gestaltet, dass der größte Durchmesser
der drehsymmetrischen Stücke,
die vom Rüttler 100 verteilt werden
sollen, durch die Leitung gelangen können.
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Wie
in den Details von Bild 2 dargestellt, besteht der erfindungsgemäße Steuerungsmodul 200 aus
einem ersten – nicht
dargestellten – Erfassungsmittel
und einem beweglichen Element 210, das sich vor dem Eingang
der Leitung C befindet und dessen Inbewegungsetzung, die dazu dient,
den Eingang der Leitung C zu schließen, durch die Erfassung durch das
besagte erste Erfassungsmittel des Eingangs eines Stücks R in
der Leitung C gesteuert wird. Erfindungsgemäß werden die Stücke R durch
die Schwingungen des Rüttlers
zum Eingang der Leitung C befördert,
an dem ein Unterdruck erzeugt wird, mit dem die Stücke R in
die Leitung C gesaugt werden. Somit werden die Stücke bis
zur Vorrichtung D durch die Schwingungen des Rüttlers befördert und dort durch den von
einer Saufvorrichtung erzeugten Unterdruck stückweise in die Leitung gesaugt.
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Zum
Führen
der Stücke
R auf deren Verlagerung zum Eingang der Leitung C besitzt der Steuermodul 200 vorzugsweise
eine Rampe 220 vor dem Eingang der Leitung C und in Verlängerung
des Verlagerungswegs, der am Rüttler 100 an
dessen Austritt 110 angeformt ist.
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Nach
dem Eintritt eines Stücks
R in die Leitung C wird es erkannt, das bewegliche Element 210 vom
Steuermodul 200 in Richtung des Pfeils A verlagert, um
den Eingang der Leitung C zu verschließen, so dass sich jeweils immer
nur ein Stück
R in der Vorrichtung D befindet und damit Staus und Fehlerkennungen
bzgl. Ausrichtung der Stücke
R ausgeschlossen sind.
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Erfindungsgemäß wird das
bewegliche Element 210 zum Öffnen und verschließen der
Leitung C an deren Eingang durch eine Bewegungsvorrichtung vom Typ
Zylinder 211 betätigt,
wobei das bewegliche Element 210 das Ende der Stange des
Zylinders (211) bildet. In der dargestellten Ausführungsform
ist die Stange des Zylinders 211 senkrecht zur Achse der
Leitung C ausgerichtet, so dass der Eingang der Leitung C beim Ausfahren
der Stange (Pfeil A) versperrt und beim Einfahren freigegeben wird.
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Erfindungsgemäß besteht
der besagte Kontrollmodul 300 aus einem zweiten Erfassungsmittel 310,
das sich unmittelbar neben einem einziehbaren Mittel befindet, das
dazu dient, das Stück
R in Stellung zu halten, das in die Leitung C eingeführt wurde, wobei
das Fehlen oder Vorhandensein eines Teils des Stücks R auf der Seite des Mittels
zur Beibehaltung der Position 320, wo sich das Erfassungsmittel 310 befindet,
das auf diese Weise die Information in Bezug auf die Ausrichtung
des Stücks
R gibt.
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Das
dem Ausgang der Leitung C entsprechende Ende ist mit einem Anschlussstück 400 versehen,
das mit einem beliebigen Mittel zur Beförderung der Stücke verbunden
werden kann, die verteilt wurden und deren Ausrichtung erkannt wurde.
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Die
Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in den Zeichnungen von Bild 3a, 3b, 3c und 3d detaillierter
dargestellt.
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Wie
dort dargestellt, besteht das besagte Mittel zur Beibehaltung der
Position 320 aus einer Gabel mit zwei Armen 330,
die aus der einen oder anderen Seite der Achse der Leitung C herauskommen,
die sie blockieren und deren Abstand den Durchmesser des Teils festlegt,
der durch das Stück R
verlaufen kann, das in die Leitung C eingeführt wurde und auf den Armen 330 der
Gabel anschlägt.
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Nach
der dargestellten Ausführungsform wird
die Gabel 330 zur Beibehaltung der Position durch ein Mittel
zum Inbewegungsetzen vom Typ Zylinder 331 (siehe Bild 2)
betätigt.
Die Leitung C kann durch das Ausfahren der Stange verschlossen und durch
deren Einfahren freigegeben werden. Somit werden das bewegliche
Steuerungselement 210 des Eingangs der Leitung sowie die
Gabel 330 zur Beibehaltung der Position jeweils durch Mittel
zur Inbewegungsetzung vom Typ Zylinder angetrieben.
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Erfindungsgemäß besteht
das oben beschriebene Arbeitsverfahren, das mit einem Mittel zur Umkehrung
der Stücke
R verbunden ist, das sich unter der Vorrichtung D befindet, mit
dem laufenden Mittel zur Ansaugung und der Gabel 330, die
die Leitung C blockiert, wie in Bild 3a dargestellt aus Folgendem:
- – Öffnen des
Eingangs der Leitung C durch Entfernung des beweglichen Elementes 210 wie
in Bild 3b dargestellt zur Aktivierung des Unterdrucks,
- – Ermöglichung
der Durchführung
des abgesaugten Stücks
(zur größeren Klarheit
mit R1 bezeichnet), das bereits in Bewegung ist und unter der Wirkung
der Ansaugung zur Leitung C beschleunigt wird,
- – Schließung der
Leitung C durch Rückführung des
beweglichen Elements 210, wenn die Durchführung des
Stücks
R1 in der Leitung C erfasst wurde (wie in Bild 3c dargestellt),
- – Erfassung
des Vorhandenseins oder des Fehlens eines Schafts des Stücks R1 unter
der Gabel 330 durch ein Erfassungsmittel 310,
sobald das Stück
R1 an den Armen der Gabel 330 anstößt,
- – Einziehen
der Gabel 330, um die Durchführung des Stücks R1 zu
ermöglichen,
- – Lenken
oder nicht des Stücks
R1 in Richtung des Umkehrungsmittels nach der gewünschten Ausrichtung
der Teile und
- – Blockierung
der Leitung C mit Hilfe der Gabel 330.
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In
Bild 4 ist eine Anwendung dargestellt, für die die Vorrichtung besonders
vorteilhaft und nützlich ist.
Während
Niete mit klassischem Kopf aufgrund des Gewichts- bzw. Volumenunterschieds zwischen Kopf
und Schaft beispielsweise auch durch Schwerkraft ausgerichtet werden
können,
ist dies bei Blindnieten nicht der Fall, bei denen sich auf der
einen Seite vom Kopf ein Hohlniet und auf der anderen Seite ein
Nietdorn befindet, die jeweils einen unterschiedliche Durchmesser
besitzen. Dabei ist der Nietdorn der mit dem kleineren Durchmesser.
Um Blindniete so zu verteilen, dass sie mit dem Nietdorn nach vorn (in
Bezug auf die Bewegungsrichtung der Stücke R – Pfeil F – gesehen) ausgerichtet sind,
ist die Weite der Gabel 330 so berechnet, dass sie den
Nietdorn mit dem kleineren Durchmesser durchlässt (wie dargestellt), jedoch
nicht den Hohlniet mit dem größeren Durchmesser.
Wenn also die Gabel 330 die Leitung C versperrt, weil der
Kontrollmodul 300 einen Nietdorn erkannt hat, wird das
Stück direkt
zur nachfolgenden Verarbeitungsstation in der nächsten Phase und nicht zur
Umkehrvorrichtung befördert.
Wenn hingegen der Erfassungsmittel 310 keinen Schaft erkennt,
bedeutet dies, dass sich der Nietdorn hinter dem Kopf befindet (in
Bezug auf die Bewegungsrichtung der Stücke R – Pfeil F – gesehen), was bedeutet, dass
das Stück
zuerst zur Umkehrvorrichtung befördert
werden muss.
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In
Bild 1 ist ebenfalls eine Ausführungsart des
erfindungsgemäßen Rüttlers 100 dargestellt,
der an seinem Ausgang 110 einen Beförderungsweg für die Stücke R besitzt,
der dadurch gekennzeichnet ist, dass er so vorgeformt ist, dass
er die feste Anbringung einer Vorrichtung D ermöglicht, die aus einem Steuermittel 200 zum
stückweisen
Einlassen der vom Rüttler 100 bereitgestellten
Stücke
R in die Leitung C, einem Kontrollmittel 300 zur Ausrichtung
der einzeln durch die Leitung C gelangenden Stücke R und einer Ansaugvorrichtung
besteht, unter deren Wirkung die Stücke R in die Leitung C gesaugt
werden, wobei die Achse des Beförderungswegs
für die Stücke R und
die Achse der Leitung C aufeinander ausgerichtet sind.
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Es
ist offenkundig, dass die vorstehende Beschreibung der Vorrichtung,
des Verfahrens und des Rüttlers
nicht als umfassend, sondern vielmehr als ergänzbar aufzufassen ist. Es lassen
sich unterschiedliche Zusatzeinrichtungen, Änderungen und Verbesserungen
an dem obenbeschriebenen Ausführungsbeispiel
vornehmen, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten, wie sie in den
Patentansprüchen
definiert ist.
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So
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch
vom Rüttler
materiell getrennt und nur durch eine Leitung zur Zuführung der
Stücke
damit verbunden sein. Die erfindungsgemäße Vorrichtung befindet sich
effektiv nahe genug am Austritt des Beförderungswegs des Rüttlers,
um durch die Ansaugvorrichtung eine Beschleunigung des ersten Stücks zu bewirken,
das sich am Austritt des Rüttlers
befindet und ausreichend weit entfernt ist, um eine direkte Auswirkung
der Schwingungen des Rüttlers
auf die erfindungsgemäße Verteilvorrichtung
zu vermeiden.