(57)【要約】  本発明は、位置決め中に固定要素（２）を保持する位置決めピストン（６）と、該位置決めピストン（６）のために該固定要素（２）を事前位置決めするクランプ（５）と、該位置決めピストン（６）と該クランプ（５）とを保持するハウジング（３）とを備えた供給装置（１）に関する。ハウジング（３）には、固定要素（２）をクランプ（５）に供給するのに用いられる供給チャネル（４）が形成され、位置決めピストン（６）は、該固定要素（２）を該ハウジング（３）に対して位置決めするために変位することができる。位置決めピストンが前後に移動されると、クランプ（５）は、固定要素（２）の軸方向の前方運動から実質的に独立した方法により開閉することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決め工程中に締結要素（２）を保持して位置決めするハウジングに対して変位可能な位置決めピストン（６）と、前記位置決めピストン（６）に対して前記締結要素（２）を事前位置決めする把持ポケット（８）をもつ把持クランプ（５）と、前記位置決めピストン（６）及び前記把持クランプ（５）を保持するハウジング（３）とを備え、前記ハウジング（３）は、前記締結要素（２）を前記把持クランプ（５）に供給する供給チャネル（４）を有し、前記締結要素（２）を位置決めする前記位置決めピストン（６）は前記ハウジング（３）に対して変位可能である、締結要素（２）の供給装置（１）であって、前記把持クランプ（５）が、前記位置決めピストン（６）の前後運動中に、前記締結要素（２）の軸方向の前方運動とは実質的に独立して開閉できるように、前記位置決めピストン（６）が該把持クランプ（５）と連結されたことを特徴とする供給装置。
【請求項２】
前記位置決めピストン（６）が、ガイドチャネル（１０）を有し、前記把持クランプ（５）が、圧力領域（１５）をもつ内輪郭（１６）を有し、該ガイドチャネル（１０）が、該把持クランプ（５）を開こうとする該位置決めピストン（６）の前方運動中に該圧力領域（１５）に対して押し付けるようになったことを特徴とする請求項１に記載の供給装置（１）。
【請求項３】
前記ガイドチャネル（１０）が前記位置決めピストン（６）の外径の拡大により形成されたことを特徴とする請求項２に記載の供給装置（１）。
【請求項４】
前記ガイドチャネル（１０）が、前記位置決めピストンの外向きのアーチ部により形成されたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の供給装置。
【請求項５】
前記ガイドチャネル（１０）が、前記把持クランプ（５）に対して傾斜縁（１２）有することを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１つに記載の供給装置（１）。
【請求項６】
前記把持ポケット（８）の形状が、受け取られるべき前記締結要素（２）に適応するようにされた前記請求項のいずれか１つに記載の供給装置（１）。
【請求項７】
前記把持クランプ（５）が、前記ハウジング（３）上にピボット運動可能に取り付けられた少なくとも２つの脚部（７）により形成されたことを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載の供給装置（１）。
【請求項８】
前記脚部（７）が、前記締結要素（２）を受け取る把持ポケット（８）を有することを特徴とする請求項７に記載の供給装置（１）。
【請求項９】
前記把持クランプ（５）が、閉じて前記締結要素（２）をクランプするためのバネを有することを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載の供給装置（１）。
【請求項１０】
前記位置決めピストン（６）が、前記締結要素（２）を保持するためのクランピングアーム（１３）を有することを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載の供給装置（１）。
【請求項１１】
前記クランピングアーム（１３）が、前記締結要素（２）を前記位置決めピストン（６）の中に導くための入り口面取り部を有することを特徴とする請求項１０に記載の供給装置。
【請求項１２】
前記位置決めピストン（６）が筒状の設計であることを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載の供給装置（１）。
【請求項１３】
前記締結要素（２）が、溶接可能であるか又ははんだ付け可能なスタッドであり、特に、長さと直径との比が２より少ない、好ましくは１より少ないものであることを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載の供給装置（１）。
【請求項１４】
前記締結要素（２）が溶接可能であるか又ははんだ付け可能なナットであることを特徴とする前記請求項のいずれか１つに記載の供給装置（１）。
【請求項１５】
締結要素を加工物（１１）上に供給する方法であって、
ａ．締結要素（２）が把持クランプ（５）の供給チャネル（４）を介して供給され、ラッチングにより、該把持クランプ（５）によって把持ポケット（８）内に捕捉され、
ｂ．前記把持クランプ（５）が、位置決めピストン（６）のために前記締結要素（２）を位置決めし、該位置決めピストン（６）が該締結要素（２）を掴み、
ｃ．前記位置決めピストン（６）の前後運動中に、前記締結要素（２）の軸方向の前方運動とは実質的に独立して、前記把持クランプ（５）が開閉されて、該締結要素（２）が前記加工物（１１）の方向に移動され、
ｄ．通常の接合方法（１１）を用いて、前記締結要素（２）を前記加工物（１１）に連結されて、
ｅ．前記把持クランプ（５）が閉じると、前記位置決めピストン（６）がその初めの位置に戻るように移動する、
という方法段階からなる方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、締結要素をハウジングに対して位置決めするために調整可能な位置決めピストン、該締結要素を該位置決めピストンに対して事前位置決めする把持クランプ、及び該位置決めピストンと該把持クランプとを保持し、該締結要素を該把持クランプに供給するための供給チャネルを有するハウジングを備えた締結要素のための供給装置に関する。さらに、本発明は、締結要素の供給方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
締結要素を位置決めピストンに確実に供給することは、締結要素を加工物上に自動的に位置決めするのに不可欠なことである。確実な供給には、締結要素の正確な事前位置決めが必要である。位置決めされるべき締結要素が掴みにくいものである場合には、正確な事前位置決めは特に困難であり、容易に傾いたり倒れたりすることがある。
【０００３】
例えば、これは、短くて太く、その長さに沿って著しく変化する直径を有するリベット又は接地スタッドのような締結要素が、加工物上に配置されるべき場合である。
【０００４】
締結要素の正確な空間的供給は、位置決め工程中、例えば、溶接又ははんだ付け工程中に役割を果たすものであり、得られた連結の種類に影響を与える。一方、不正確な供給は、締結要素の位置決めにおいて欠陥をもたらすことになり、このことは、位置決め工具における磨耗が増加することを意味する。他方では、不正確な供給は、不正確な位置決めをもたらすことになり、したがって、締結要素の不正確な配置をもたらし、このことは、該締結要素の位置決めを繰り返すことが必要になり、特に、製造方法が中断される場合には、支出及び費用に関連することになる。
【０００５】
したがって、締結要素の正確な供給は、滑らかな位置決め工程及び達成されるべき締結部の質にとって重要である。
【０００６】
ドイツ実用新案ＤＥ  ２９６  １７  ２０８  Ｕ１  は、種々の長さの弾性保持フィンガがスタッドの貫通チャネルの縦方向に延びて該スタッドを掴む、スタッド溶接装置のためのスタッドホルダを述べる。ばね効果のために、このスタッドホルダは、第一に長細いスタッドのためにしか適さない。
【０００７】
ＤＥ３２  １８  ８８６  は、スタッドが、事前位置決めのためにスタッド停止部により保持され、かつスタッド収集チャックにより掴まれた、スタッドが供給チャネルを介してスタッド溶接装置に供給されるスタッド配置機械を開示する。スタッド収集チャックは、スタッドを加工物の方向に移動させるのと同時に、スタッド停止部を該スタッドの片側に押し付ける。ここでは、ここに作用している該スタッド停止部の力によって、スタッドが空間的に移動して傾くという危険があるため、特に、位置決めピストンが適度な保持力だけを適用する場合には、該スタッドの位置及びその軸方向位置は、不正確にしか求めることができない。
【０００８】
（発明の開示）
したがって、上述の本発明の目的は、優れた正確さ及び精密な軸方向の位置合わせをもった単純で費用効果のある方法により、締結要素を位置決めすることができる、締結要素を供給する供給装置及び方法を生成することである。
【０００９】
この目的は、請求項１の特徴を備えた供給装置及び請求項１６の特徴を備えた方法により達成される。独立して又は互いに組み合わせて生じることがある具体的な特徴及び実施形態は、従属項の内容である。
【００１０】
本発明による供給装置は、配置工程中に締結要素を保持する位置決めピストンと、該位置決めピストンのために該締結要素を事前位置決めする把持クランプと、該位置決めピストンと該把持クランプとを保持するハウジングとを備え、該ハウジングは該締結要素を該把持クランプに供給するための供給チャネルを有し、該締結要素のための該位置決めピストンは、該ハウジングに対して調整可能なものであり、該位置決めピストンは、該把持クランプが、該位置決めピストンの前後運動中に、該締結要素の軸方向の前方運動とは本質的に独立して開閉できるように連結される。
【００１１】
締結要素は、供給チャネルの助けにより把持クランプに供給される。ここで、締結要素は、例えば、供給装置の助けによるか又は圧縮空気により駆動される管を介して導入することができる。把持クランプは、締結要素を捕捉して、すなわち、これを掴んで、該締結要素を位置決めピストンのために事前位置決めするという目的を有する。締結要素が捕捉されると、該締結要素は把持クランプを少し開き、次いで、把持ポケットの中に係合させる。一方、位置決めピストンは、締結要素を掴み、これを加工物の方向に移動させることにより、実際の位置決め及び配置工程を実行する。締結要素は、次いで、加工物に連結することができる。例えば、配置工程中に、位置決めピストンの助けにより、締結要素と加工物との間に必要とされる空間を調整することができ、該締結要素に必要な空間軌道は、加工物に対して同期させることができる。
【００１２】
把持クランプ及び位置決めピストンの連合効果のために、大きな直径を有する短い締結要素によって、又はその長さにわたり大いに異なる直径を有する締結要素によって、該締結要素の位置及び軸方向の位置合わせについて高い再現性を得ることができる。供給装置における締結要素の傾斜又は転倒が避けられ、したがって配置工程における障害が避けられて、該供給装置における磨耗が減少する。把持クランプを用いて締結要素を事前位置決めすることは、該締結要素の高度な位置決め精度を可能にする。
【００１３】
締結要素の典型的な長さとその直径との比は、２：１より少ないものであり、具体的には、１．５：１、好ましくは１：１である。締結要素は、例えば、リベット、接地スタッド或いは溶接ナットとすることができる。
【００１４】
本発明によると、位置決めピストンを把持クランプと連結して、該位置決めピストンが、該把持クランプを開閉できるようにする。このことは、締結要素が把持クランプをこのように開閉して、これにより位置決めピストンにおける該締結要素の位置決めの不正確さをもたらすことになる、該把持クランプから該締結要素への不必要な力を生じさせることを阻止する。把持クランプの開放は、締結要素の助けによるものではなく、直接位置決めピストンを介して達成される。位置決めピストン及び把持クランプは、このようにして、二重のチャック及び二重のクランプを形成し、配置方法の高度な反復率と加工物上の締結要素の高度な位置決め精度とを組み合わせる。締結要素の正確な配置は、配置工程中の高度な位置決め精度を通して得られる。
【００１５】
本発明の好ましい実施形態においては、位置決めピストンはガイドチャネルを有し、クランプは圧力領域をもつ内輪郭を有し、該ガイドチャネルは、該位置決めピストンが把持クランプを開こうとする前方運動中に、該圧力領域に対して押し付けられる。連結は、ガイドチャネルと内輪郭の圧力領域を用いて、位置決めピストンと把持クランプとの間で得られる。この連結は、位置決めピストンの前方運動中に、例えば、加工物の方向への運動中に、把持クランプが、締結要素とは独立して、該位置決めピストンにより開かれるという効果を有する。位置決めピストンが引き込まれるときに把持クランプが閉じることは、ばね力によってもたらされることが好ましい。
【００１６】
把持クランプを開くことは、締結要素を把持クランプから釈放して、次いで、位置決めピストンが、該締結要素を位置決めできるようにする。締結要素は、例えば締結要素を溶接することによって、位置決めすることができる。好適な方法を用いて、把持クランプがその前方運動を通してスイングして開くように、該把持クランプに位置決めピストンを配置する。次いで、締結要素は位置決めされ、具体的には、接合技術により加工物と連結される。例えば、締結要素は、アーク溶接法であるか、抵抗溶接であるか、又はんだ付けによって加工物に連結することができる。位置決めピストンと把持クランプとの間の連結における利点は、締結要素には、該位置決めピストンの保持力を超える、さらに別の力がもたらされないという事実にある。
【００１７】
本発明による供給装置のさらに別の実施形態においては、ガイドチャネルは、位置決めピストンの外径の拡大を通して形成される。位置決めピストンの拡大された外径の助けにより、把持クランプの圧力領域上への前方運動中に、開かれた把持クランプを用いて締結要素が移動される前に、力が作用する。
【００１８】
本発明の有利な実施形態においては、ガイドチャネルは、把持クランプに対して傾斜縁を有する。ここでは、ガイドチャネル又は圧力領域、或いはその両方が傾斜しているかどうかは重要ではない。重要なのは、可能な限り滑らかな把持クランプの開放が、ガイドチャネルを通して達成されるべきであるということである。或いは、圧力エリア及びガイドチャネルは、ローラ軸受又は玉軸受の助けにより、互いに対してロールして、他方の隣接する表面上の磨耗を減少させるようにし、このようにして供給装置の耐性を増加させることができる。
【００１９】
本発明においては、把持クランプは、締結要素を捕捉するための把持ポケットを有する。把持クランプは、例えば圧縮空気によって迅速に供給された締結要素を確実に捕捉し、該締結要素を正しい位置に事前位置決めして、位置決めピストンが、配置工程前に、高度な正確さをもって該締結要素を受け取ることができるようにするという目的を有する。この把持ポケットは、捕捉中の確実な事前位置決めをもたらすものである。この把持ポケットが、受け取る締結要素に適応されている場合には有利である。例えば、把持ポケットは、締結要素の形状、特に該締結要素の前面外側部分を形成する。締結要素を確実に捕捉すること、及び該締結要素の十分に正確な事前位置決めは、位置決めピストンのために、インターロック式嵌合により行われる。
【００２０】
本発明による供給装置の特定の実施形態においては、把持クランプは、ハウジング上にピボット運動可能に取り付けられた少なくとも２つの脚部を用いて形成される。脚部は、締結要素を保持して開放することができる。前方運動中、脚部は、締結要素が釈放されるように傾斜される。位置決めピストンは、締結要素を加工物の方向に押し付ける。
【００２１】
本発明の有利な特定の実施形態においては、把持クランプは、締結要素をクランプするためのばねを有する。このばねの助けにより、締結要素は、位置決めピストンのために、捕捉中及び事前位置決め中にクランプされる。ばねによって誘起される把持クランプの弾性のために、締結要素は固定的に捕捉される。
【００２２】
本発明による供給装置の１つの特定の実施形態においては、位置決めピストンは、締結要素を保持するクランピングアームを有する。クランピングアームは、特に剛に設計された可撓性ばねの形態とすることができ、これにより締結要素は固定的に保持されて正確に位置決めされる。クランピングアームは、締結要素を事前位置決めして、該締結要素を所定の位置に移動させる間における如何なる不正確さをも補償する機能を有する。事前位置決めが正確であればあるほど、さらに剛なクランピングアームが選択され、このことは、位置決め中のより高度な正確さをもたらす。アーク溶接工程においては、クランピングアームのより高度な剛性は、工具と締結要素との間に改善された接触抵抗をもたらし、これにより該工具上の磨耗が減少するようになる。
【００２３】
本発明による供給装置の構成においては、クランピングアームは、締結要素を位置決めピストンに導く入口側面取り部を有する。入口側面取り部の助けにより、把持クランプによって位置決めピストンを通して締結要素を受け取ることは、より容易になる。これらは、不正確な事前位置決めの場合には、締結要素を受け取るときに位置決めピストンを補助するものとなる。
【００２４】
本発明による供給装置の特定の実施形態においては、締結要素は、溶接可能であるか又ははんだ付け可能なスタッドであり、具体的には、長さと直径との比が２より少ないものであり、好ましくは１より少ないものである。或いは、締結要素は、溶接可能であるか又ははんだ付け可能のいずれかであるナットであってもよい。
【００２５】
締結要素を加工物に位置決めするための本発明による方法は、締結要素が把持クランプの供給チャネルを介して導入され、ラッチングにより、把持クランプによって把持ポケット内に捕捉され、該把持クランプが位置決めピストンのために該締結要素を位置決めし、該位置決めピストンが該締結要素を掴み、該位置決めピストンの前後運動中に、該締結要素の軸方向の前方運動とは本質的に独立して、該把持クランプが開閉され、該締結要素は加工物の方向に移動され、標準的な接合方法を用いて該締結要素が該加工物に連結され、該把持クランプが閉じると、該位置決めピストンが初めの位置に戻るように移動する、という方法段階からなる。
【００２６】
本発明の特定の実施形態においては、位置決めピストンは管状の設計である。位置決めピストンの内径は、位置決めされるべき締結要素の上端の外径とほぼ等しいものである。クランピングアームは、管状の位置決めピストンを単純に交差接合することにより形成されて、締結要素を受け取って保持するときに、該位置決めピストンに必要な弾性を与えるようにする。
【００２７】
高速の締結要素の位置決めにおいては、該締結要素を把持クランプに迅速に供給することが得策である。供給の種類によって、把持クランプは、締結要素を迅速に固定的に捕捉するために、該締結要素の形状に適応していなければならない。位置決めピストンは、締結要素を把持クランプにおいて掴む。締結要素の事前位置決めは、位置決めピストンを通した該締結要素の位置決めによりさらに正確さを生み出す。位置決めピストンと把持クランプとの相互作用は、保持力を越える、締結要素及びクランピングアーム上への付加的な力を避ける。位置決めピストンは把持クランプを開き、締結要素は加工物の方向に押し付けられる。締結要素が加工物の方向に押し付けられているとき、該締結要素は、位置決めピストンによって、しっかりと固定的に保持される。
【００２８】
締結要素を加工物に取り付けるために、一般的な産業用接合方法を採用することができる。特に、抵抗溶接、アーク溶接又ははんだ付けは、適切なものであることが示された。或いは、クランピング方法又は接着方法をさらに用いることができる。把持クランプは、位置決めピストンが初めの位置に戻る後方運動を通して釈放されて、閉位置に戻るようにスプリングバックする。把持クランプは、次いで、新しい締結要素を受け取ることができる。
【００２９】
さらに別の特徴又は有利な実施形態が、以下の図面を用いてより詳細に説明される。図面は、本発明の内容を制限するものではなく、一例として本発明を図示するものに過ぎない。
【００３０】
（発明を実施するための最良の形態）
図１は、把持ポケット８の助けにより締結要素２を保持する把持クランプ５、及び、クランピングアーム１３の助けにより該締結要素２を掴む位置決めピストン６を備えた本発明による供給装置の縦方向断面を概略的に示す。締結要素２は、該締結要素２の事前位置決め後に、位置決めピストン６が把持クランプ５の把持ポケット８を通して締結要素２を掴む前に、該把持クランプ５の供給チャネル４を介して供給される。把持クランプ８は、軸受１７の構成の上にピボット運動可能に取り付けられた脚部７を有し、ばね９の助けにより締結要素２に対して押し付ける。ばね９は、把持クランプ５の周りの周辺溝内に延びる螺旋ばねとして設計される。脚部７は、特に正確な締結要素２の事前位置決めが得られるように、該締結要素２の形状に適応する把持ポケット８を有する。把持クランプ５、位置決めピストン６、及び供給チャネル４は、ハウジング３と関連しており、該位置決めピストンは、該ハウジング３に対して調整可能なものであり、具体的には、加工物１１の方向において前後の運動を実行することができる。クランピングアーム１３の端部には、締結要素２の掴みを助長する面取り部１４が設けられている。位置決めピストン６は、傾斜縁１２をもつ円錐形のガイドチャネル１０を有し、このガイドチャネルを用いて、脚部７を、圧力領域１５の助けにより傾斜することができる。ガイドチャネル１０及び圧力領域１５を介して、位置決めピストン６と把持クランプ５とを連結することにより、加工物１１の方向において、該位置決めピストンの前方運動中に把持クランプ８を開くことができる。
【００３１】
図２は、図１におけるような本発明による供給装置を示し、これらの違いは、位置決めピストン６が加工物１１の方向に移動されたことである。脚部７は、ばね９の動的効果に対抗して、締結要素２の運動とは独立して、位置決めピストン６により開かれた。締結要素２は、クランピングアーム１３により保持される。
【００３２】
図３は、位置決めピストン６が加工物１１から離れる方向に移動され、供給チャネル４が締結要素２を供給するために釈放された、図１及び図２による供給装置を示す。締結要素２は、把持クランプ５により保持され、後者によって事前位置決めされて、位置決めピストン６が、次いで、そのクランピングアーム１３により該締結要素２を掴むようにし、入口側面取り部１４がここで有利な貢献をする。
【００３３】
図４は、締結要素２が係合された把持ポケット８を示す、図３においてＡと印が付けられた脚部７の詳細図を示す。把持ポケット８の係合機構は、該把持ポケット８の上方端１８、該把持ポケット８の下方端１９、及びばね９の組み合わされた効果により生成され、締結要素２は、該把持ポケット８と適応する形状にされ、かつ該ばね９によりこの中に保持される。締結要素２が事前位置決めされている場合には、すなわち、把持ポケット８の中に置かれている場合には、脚部７は、最初に、該締結要素２により、ある程度側部に押し付けられ、これは、次いで、該把持ポケット８の上方縁１８であるか又は下方縁１９により形成されたくぼみの中に固定的に保持される。係合部２は、締結要素６の正確な軸方向の位置合わせをもたらす。把持クランプ５の開放は、締結要素２によってではなく、位置決めピストン６によってもたらされる。このことは、位置決めピストン６のための締結要素２の事前位置決めを、加工物１１の方向における該締結要素２の位置決めから分ける。
【００３４】
本発明は、把持クランプ５を、位置決めピストン６の前後運動中に、締結要素２の軸方向の前方運動とは実質的に独立して開閉することができる、位置決め中に該締結要素２を保持し、該締結要素位置決めするために、ハウジング３に対して変位可能な位置決めピストン６と、該位置決めピストン６のために該締結要素２を事前位置決めする把持クランプ５と、該位置決めピストン６と該把持クランプ５とを保持し、該締結要素２を該把持クランプ５に供給するための供給チャネル４を有するハウジング３を備えた供給装置１に関する。本発明は、位置決めピストン６と把持クランプ５との連結を通して、特に迅速で確実な、締結要素２の位置決めが、具体的には、相対的に低い長さと直径との比で行われることにより特徴付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
図表的縦断面図
【図１】把持クランプが締結要素を保持している状態の本発明による供給装置を示す。
【図２】位置決めピストンが締結要素と共に加工物の方向に移動された図１による供給装置を示す。
【図３】位置決めピストンが加工物から離れる方向に移動された、図１、図２による供給装置を示す。
【図４】図３においてＡと印が付けられた部分の詳細図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：供給装置
２：締結要素
３：ハウジング
４：供給チャネル
５：把持クランプ
６：位置決めピストン
７：脚部
８：把持ポケット
９：ばね
１０：ガイドチャネル
１１：加工物
１２：傾斜縁
１３：クランピングアーム
１４：入口側面取り部
１５：圧力領域
１６：内輪郭
１７：軸受
１８：把持ポケット８の上方縁
１９：把持ポケット８の下方縁
Ｄ：締結要素２の直径
Ｌ：締結要素２の長さ
【図１】
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【図２】
2005509526.tif 000004
【図３】
2005509526.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2005509526.tif 000007
2005509526.tif 000008
2005509526.tif 000009
2005509526.tif 000010
2005509526.tif 000011
2005509526.tif 000012