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Die
Erfindung betrifft eine Nieteinrichtung zur Ausführung eines Taumelnietverfahrens
bzw. eines Punktnietverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1
sowie ein Nietverfahren.
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In
der Fertigungstechnik werden vielfach Nieten eingesetzt, die zur
Verbindung zweier Bauteile vorgesehen sind. Ein weiterer Einsatzzweck
von Nieten kann darin bestehen, daß der Niet ein eigenständiges Bauteil
zur Befestigung an einem weiteren Bauteil ohne Verbindungsfunktion
ist, wobei der Niet beispielsweise in Form eines Hohlniets zur Auskleidung
von Bohrungen oder dgl. vorgesehen sein kann.
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Die
Verarbeitung des Niets erfolgt derart, daß der Niet zunächst durch
eine Aufnahmebohrung durchgesteckt wird, bis ein Nietkopf flächig am
Bauteil anliegt. Der auf der gegenüberliegenden Seite aus der
Aufnahmebohrung hervorstehende Nietschaft wird anschließend in
einem Umformvorgang derart aufgeweitet, daß sich durch Materialfluß im vorstehenden
Nietschaftende ein zweiter Nietkopf, der sogenannte Schließkopf bildet.
Der Umformvorgang erfolgt so weit, bis beide Niet köpfe fest
an der jeweiligen Bauteiloberfläche
anliegen und der Niet spielfrei und lösbar gehalten ist. Die Bildung
des Schließkopfes
kann beispielsweise durch Hämmern mittels
eines Nietdöppers
erfolgen. Es hat sich gezeigt, daß der Materialfluß bei der
Bildung des Schließkopfes
nur schwer kontrollieren läßt. Festigkeitsstreuungen
können
nicht ausgeschlossen werden.
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Zur
Verbesserung der Festigkeit einer Nietverbindung ist das sogenannte
Taumelnietverfahren bekannt. Zur Ausführung dieses Verfahrens weist
ein zum drehenden Antrieb um eine Antriebsachse vorgesehener Werkzeugkopf
einen Nietdöpper
auf, der in einem Winkel zur Antreibsachse des Werkzeugkopfes angeordnet
ist. Die Längsachse
des Nietdöppers
und die Antriebsachse des Werkzeugkopfes schneiden sich in einem
Schnittpunkt. Die Schrägstellung
des Nietdöppers
ist derart ausgeführt,
daß eine
auf den zu bearbeitenden Niet wirkende Döpperfläche des Nietdöppers in
diesem Schnittpunkt auf der Antriebsachse liegt. Bei drehendem Antrieb
des Werkzeugkopfes um seine Antriebsachse führt der schrägstehende
Nietdöpper
eine Taumelbewegung aus, bei der die Längsachse des Nietdöppers auf
einer kegelförmigen
Bahn geführt
wird. Ein beliebiger, mit Abstand zum Schnittpunkt auf der Längsachse liegender
Achsenpunkt des Nietdöppers
beschreibt eine Kreisbahn um die Nietachse, während die im Achsenschnittpunkt
liegende Döpperfläche ortsfest verbleibt
und lediglich im Schnittpunkt eine taumelnde Schwenkbewegung ausführt. Durch
eine axiale Zustellung des Werkzeugkopfes auf den zu bearbeitenden
Niet gerät
die taumelnde Döpperfläche in Kontakt
mit dem hervorstehenden Nietschaft. Durch eine weitere gleichmäßige oder
pulsierende axiale Nietzustellung formt die taumelnde Döpperfläche den Schließkopf aus.
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Die
Döpperfläche kann
beispielsweise eben ausgeführt
sein, wobei durch die Taumelbewegung ein kegelförmiger Nietkopf ausgeformt
wird. Hierbei berührt
die Döpperfläche den
Schließkopf
entlang einer Linie, deren Länge
dem halben Durchmesser der Döpperfläche entspricht.
Mit entsprechenden konkaven oder konvexen Ausführungen der Döpperfläche können auch
andere Schließkopfformen
erzeugt werden, wobei auch Hohlniete durch Umbördeln des hohlen Nietschaftes
vernietet werden können.
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Für ein sauberes
Nietergebnis muß die
Döpperfläche des
Nietdöppers
möglichst
exakt im Schnittpunkt der Döpperlängsachse
und der Antriebsachse des Werkzeugkopfes liegen. Längenänderungen
durch Verschleiß des
Nietdöppers
wirken sich nachteilig auf das Nietergebnis aus. Verschiedene, im
gleichen Werkzeugkopf eingesetzte Nietdöpper müssen exakt die gleiche wirksame
Länge aufweisen,
damit bei der gegebenen Schrägstellung
der Döpperlängsachse
die Döpperfläche exakt
in der Antriebsachse liegt.
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Eine
vorbekannte Sonderform des Taumelnietverfahrens ist das sogenannte
Punktnietverfahren, bei dem die Döpperlängsachse ebenfalls schräg zur Abtriebsachse
des Werkzeugkopfes liegt und wobei die Döpperfläche im Schnittpunkt beider
Achsen angeordnet ist. Im Unterschied zum vorgenannten Taumelnietverfahren
beschreibt ein Punkt auf der Döpperlängsachse
nicht eine Kreisbahn mit einem konstanten Winkel zwischen Antriebs achse
und Döpperlängsachse.
Vielmehr wird dieser Winkel während der
Taumelbewegung derart variiert, daß ein beliebiger, mit Abstand
zum Achsenschnittpunkt liegender Achsenpunkt des Nietdöppers eine
Schleifenbahn um die Nietachse ausführt. Die Schleifenbahn ist
insbesondere so gewählt,
daß sie
durch die Antriebsachse des Werkzeugkopfes hindurch verläuft. Im
Moment des Durchlaufens sind die Längsachse des Nietdöppers und
die Antriebsachse identisch, bevor durch erneute Vergrößerung des
Winkels zwischen beiden Achse eine taumelnde Schrägstellung
zur gegenüberliegenden
Seite wieder hergestellt wird. Die Döpperfläche wird dabei über den
Mittelpunkt des auszuformenden Schließkopfes herübergeführt, wodurch sich unter bestimmten
Umständen
der Materialfluß im
umzuformenden Niet verbessern läßt.
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Zur
Ausführung
des Punktnietverfahrens mit der vorgenannten Schleifen- oder rosettenartigen Taumelbewegung
weist der Werkzeugkopf ein entsprechendes Getriebe auf, der die
variable Schrägstellung
des Nietdöppers
steuert. Der Aufbau ist mechanisch kompliziert und bezüglich der
exakten Positionierung der Döpperfläche im Achsenschnittpunkt toleranzempfindlich.
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Vorbekannte
Nieteinrichtungen zur Ausführung
des Taumelnietverfahrens bzw. des Punktnietverfahrens weisen einen
entsprechenden Werkzeugkopf auf, der an einem Maschinengestell in
axialer Richtung beweglich geführt
ist. Zu vernietende Bauteile werden in die Nieteinrichtung derart
eingelegt, daß die
Nietachse achsgleich zum Werkzeugkopf angeordnet ist. Zur Ausführung des
Nietverfahrens wird der Werkzeugkopf koaxial auf den zu bearbeitenden Niet
zugestellt, wobei die angetriebene Drehbewegung des Werkzeugkopfes
die Vernietung entsprechend der oben beschriebenen Verfahren ausführt. Bei
Bauteilen mit unregelmäßiger körperlicher
Ausgestaltung, bei denen insbesondere Nieten mit unterschiedlich
räumlich
angeordneten Nietachsen vorgesehen sind, ist eine genaue Ausrichtung
von Werkzeugkopf und Niet schwierig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nieteinrichtung zum Taumelnieten
bzw. Punktnieten sowie ein Nietverfahren anzugeben, welches bei
geringem konstruktiven und bautechnischem Aufwand die Ausführung von
Nietarbeiten bei räumlich komplexen
Bauteilen vereinfacht.
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Die
Aufgabe wird durch eine Nieteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 und durch ein Nietverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
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Es
wird eine Nieteinrichtung vorgeschlagen, die ein Maschinengestell
und einen Werkzeugkopf mit einem am Werkzeugkopf gehaltenen Nietdöpper umfaßt. Der
Werkzeugkopf ist mittels eines sechs Antriebsstreben umfassenden
Hexapods am Maschinengestell verstellbar geführt, wobei der Werkzeugkopf
drehfest am Hexapod gehalten ist, und wobei eine Ausführung einer
Taumelbewegung des Werkzeugkopfes mit dem Nietdöpper durch Betätigung des
Hexapods vorgesehen ist. Der Werkzeugkopf kann mechanisch sehr einfach
aufgebaut sein, wobei insbesondere auf einen eigenständigen Antrieb
für die
Taumelbewegung mit einer entsprechenden Kinematik verzichtet werden
kann. Im entsprechenden Nietverfahren wird die Taumelbewegung des Werkzeugkopfes
zusammen mit dem darin gehaltenen Nietdöpper allein durch Betätigung des
Hexapods ausgeführt.
Hierzu ist lediglich eine entsprechende Programmierung der Längenverstellung
der einzelnen Antriebsstreben erforderlich. Auf einen zusätzlichen
Vorrichtungsaufwand kann verzichtet werden. Allein durch eine entsprechende
Ansteuerung des Hexapods können
beliebige Taumelbewegungen für das
Taumelnietverfahren und insbesondere für das Punktnietverfahren herbeigeführt werden.
Ebenso kann auch eine axiale Nietzustellung des Werkzeugkopfes auf
den zu bearbeitenden Niet durch Ansteuerung des Hexapods ohne zusätzlichen
Vorrichtungsaufwand erfolgen.
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In
einer vorteilhaften Ausführung
sind die sechs Antriebsstreben des Hexapods zu drei Paaren von V-förmig zueinander
angeordneten Antriebsstreben zusammengefaßt, wobei Gelenkenden der V-förmigen Paare
gelenkig am Werkzeugkopf gelagert sind. Insbesondere sind freie
Enden der V-förmigen Paare
zumindest näherungsweise
in einer Ebene liegend gelenkig am Maschinengestell gelagert. Alle sechs
Antriebsstreben des Hexapods liegen dabei zumindest näherungsweise
auf der Mantelfläche
eines Kegels, dessen Spitze im Bereich des Nietdöppers liegt. Das Bauvolumen
des Werkzeugkopfes und der daran angrenzenden Bereiche der Antriebsstreben
ist entsprechend klein. Auch schwierig zugängliche Nietstellen können ohne
weiteres durch den Werkzeugkopf erreicht werden, ohne daß dabei die
Gefahr besteht, daß eine
der Antriebsstreben in Kontakt mit dem zu bearbeitenden Werkstück gerät.
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In
einer bevorzugten Ausführung
ist der Nietdöpper
um seine Längsachse
frei drehend gelagert. Unabhängig
von der Winkel stellung des Nietdöppers
zur Antriebsachse kann die drehende Antriebsbewegung des Werkzeugkopfes
durch eine freie, nicht angetriebene Gegendrehung des Nietdöppers ausgeglichen
werden. Der Nietdöpper dreht
sich nur in dem Maße
selbsttätig
mit, wie es durch die taumelnde Berührbewegung der Döpperfläche am umzuformenden
Schließkopf
des Niets kinematisch erforderlich ist. Unerwünschte drehende Reib- oder
Schmierbewegungen der Döpperfläche am Schließkopf sind
vermieden.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Übersichtsdarstellung
einer Nieteinrichtung zur Ausführung
der in den 3 und 4 dargestellten
Nietverfahren mit einem an einem Hexapod aufgehängten Werkzeugkopf;
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2 die
Anordnung nach 2 mit schräggestelltem Werkzeugkopf zur
Vernietung eines räumlich
schräg
stehenden Niets;
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3 eine
schematische Perspektivdarstellung des Werkzeugkopfes nach den 1 und 2 bei
Ausführung
des durch den Hexapod angesteuerten Taumelnietverfahrens;
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4 die
Anordnung nach 3 bei der Ausführung des
Punktnietverfahrens;
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5 eine
teilweise geschnittene Detaildarstellung des Werkzeugkopfes mit
Einzelheiten einer freien Drehlagerung des Nietdöppers.
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1 zeigt
eine perspektivische Übersichtsdarstellung
einer Nieteinrichtung zur Ausführung
der in den 3 und 4 dargestellten
Nietverfahren mit einem an einem Hexapod 16 verstellbar
aufgehängten,
drehfest befestigten Werkzeugkopf 1. Dazu ist ein raumfest
angeordnetes, schematisch dargestelltes Maschinengestell 14 vorgesehen,
dem gegenüber
mittels Nieten 5 zu vernietende Bauteile 26, 27 fest
eingespannt sind. Die Nietachsen 20 der Nieten 5 liegen
in unterschiedlichen Raumwinkeln zueinander.
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Der
Werkzeugkopf 1 mit dem daran befestigten Nietdöpper 2 weist
einen umlaufenden, ebenen Flansch 36 auf. Einzelheiten
zur Ausgestaltung des Werkzeugkopfes 1 sind im Zusammenhang
mit 5 näher
beschrieben. Das Maschinengestell 14 ist mit einer ebenfalls
ebenen Basisplatte 37 versehen. Der Hexapod 16 umfaßt insgesamt
sechs Antriebsstreben 15, mittels derer der Werkzeugkopf 1 am
Maschinengestell 14 verstellbar geführt ist. Die sechs Antriebsstreben 15 sind
an ihren jeweiligen beiden Enden gelenkig gelagert und verlaufen
geradlinig, infolge dessen auftretende Betriebslasten allein in
Richtung der Längsachse
der jeweiligen Antriebsstrebe 15 verlaufen.
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Die
Antriebsstreben 15 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel
hydraulisch in ihrer Länge
verstellbar. Es kann auch ein pneumatischer Antrieb oder ein mechanischer
Antrieb beispielsweise in Form eines Spindeltriebes zweckmäßig sein.
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Durch
koordinierte Längenverstellung
der einzelnen Antriebsstreben 15, die bevorzugt computergesteuert
erfolgt, ist der Werkzeugkopf 1 mit seinem Nietdöpper 2 in
jeder Raumrichtung lateral und schwenkbar verstellbar. Entsprechend
der Darstellung nach 1 ist die Längsachse 4 des Werkzeugkopfes 1 koaxial
zur Nietachse 20 des zu bearbeitenden Niets 5 ausgerichtet.
Unter Beibehaltung dieser Ausrichtung wird zur Ausführung des
Nietverfahrens nach den 3 und 4 der Werkzeugkopf 1 auf den
zu bearbeitenden Niet 5 zugestellt, indem eine entsprechend
koordiniert angetriebene Längenänderung
der Antriebsstreben 15 durchgeführt wird. Diese Zustellbewegung
erfolgt bis zur Berührung
des Nietdöppers 2 mit
dem zu bearbeitenden Niet 5. Auch die zur Umformung des
Niets 5 erforderliche Nietzustellung erfolgt durch koordinierte
Längenänderung der
Antriebsstreben 15.
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Die
sechs Antriebsstreben 15 können zur Bildung des Hexapods 16 in
zwei Gruppen von drei Antriebsstreben 15 zusammengefaßt sein,
wobei die beiden Gruppen jeweils kegelförmig angeordnet sind, und wobei
die offenen Seiten der beiden Kegel in entgegengesetzte Richtung
weisen. Im hier gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die sechs
Antriebsstreben des Hexapods 16 zu drei Paaren 17 von
V-förmig
zueinander angeordneten Antriebsstreben 15 zusammengefaßt. Jedes
der V-förmigen
Paare 17 weist im Bereich der Spitze der V-Form jeweils
ein Gelenkende 18 auf, mit dem die V-förmigen Paare 17 gelenkig
am ebenen Flansch 36 des Werkzeugkopfes 1 gelagert
sind. An ihren gegenüberliegenden,
gestellseitigen freien Enden 34 sind die Antriebsstreben 15 bzw.
die V-förmigen
Paare 17 an der ebenen Basisplatte 37 des Maschinengestells 14 gelenkig gelagert.
Die Gelenkenden 18 liegen unmittelbar an der Außenkontur
des Werkzeugkopfes 1 und sind am Flansch 36 auf
einem Kreis mit einem geringen Durchmesser gleichmäßig verteilt,
wobei der Durchmesser dieses Kreises durch die Baugröße des Werkzeugkopfes 1 bestimmt
ist. Dem gegenüber
sind die freien Enden 34 auf einem Kreis mit deutlich größerem Durchmesser
im Umfangsbereich der Basisplatte 37 verteilt angeordnet, wodurch
sich eine insgesamt etwa kegelförmige
Anordnung der Antriebsstreben 15 ergibt, und wobei die Spitze
der Kegelform etwa im Bereich des Nietdöppers 2 liegt. Hierdurch
wird einerseits eine starre Aufhängung
des Werkzeugkopfes 1 am Maschinengestell 14 erreicht.
Andererseits bildet sich im Bereich des Werkzeugkopfes 1 eine
durch die Antriebsstreben 15 nicht beeinträchtigte
schmale und raumsparende Bauform der Nieteinrichtung aus. Die Antriebsstreben 15 weisen
einen hinreichend großen
Freiraum gegenüber
den Bauteilen 26, 27 auf.
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2 zeigt
die Nieteinrichtung nach 1, bei der der Werkzeugkopf 1 gegenüber der
Darstellung nach 1 zur Bearbeitung eines weiteren Niets 5' räumlich verstellt
ist. Über
eine entsprechende Längenänderung
der sechs Antriebsstreben 15 des Hexapods 16 ist
der Werkzeugkopf 1 mit dem fest verbundenen Flansch 36 derart
lateral und schwenkend verstellt, daß die Antriebsachse 3 des Werkzeugkopfes 1 koaxial
zur schrägstehenden
Nietachse 20' des
weiteren Niets 5' ausgerichtet
ist. In gleicher Weise können
beliebige Nieten 5, 5' in beliebiger räumlicher
Anordnung und Schrägstellung
ihrer Nietachsen 20 bearbeitet werden.
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Nach
der schematischen Darstellung der 3 ist vorgesehen,
daß die
beiden Bauteile 26, 27, die beispielhaft als Bleche
ausgeführt
sind, mit einem Niet 5 miteinander verbunden werden. Durch
die Bauteile 26, 27 ist dazu eine Aufnahmebohrung 35 hindurchgeführt, durch
die der Niet 5 von der Seite des unteren Bauteils 27 aus
hindurchgeführt
ist. Dabei liegt ein Schaft 24 des Niets 5 in
der Aufnahmebohrung 35, während ein unterer Nietkopf 25 an
der unteren Oberfläche
des Bauteils 27 flächig
anliegt. Eine Nietachse 20 des Niets 5 liegt achsgleich
zur Aufnahmebohrung 35.
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Im
unverformten Zustand des Niets 5 ragt der Schaft 24 über die
obere Oberfläche
des oberen Bauteils 27 hervor und ist in der gezeigten
zeichnerischen Darstellung anschließend zu einem Schließkopf 21 umgeformt.
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Zur
Umformung des Schließkopfes 21 ist
die Nieteinrichtung nach den 1 und 2 vorgesehen,
von der in der Darstellung nach 3 nur der angedeutete
Werkzeugkopf 1 mit dem schematisch dargestellten Nietdöpper 2 gezeigt
ist. Der Werkzeugkopf 1 wird nach einem erfindungsgemäßen Verfahren
mittels des Hexapods 16 (1, 2) derart
bezüglich
dem Niet 5 verschwenkt, daß die Längsachse 4 des Nietdöppers 2 in
einem Winkel α zur
Nietachse 20 angeordnet ist. Die Schrägstellung des Werkzeugkopfes 1 mit
dem Nietdöpper 2 ist
derart gewählt,
daß sich
die Längsachse 4 und
die Nietachse 20 in einem Schnittpunkt S schneiden. Der Schnittpunkt
S liegt mittig auf der Oberseite des Schließkopfes 21. Eine auf
den zu bearbeitenden Niet 5 bzw. dessen Schließkopf 21 wirkende
stirnsei tige Döpperfläche 6 des
Nietdöppers 2 liegt
mit ihrem Mittelpunkt im Schnittpunkt S und damit auf der Nietachse 20.
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Durch
computergesteuerte, koordinierte Längenverstellung der Antriebsstreben 15 des
Hexapods 16 (1, 2) wird
eine Taumelbewegung des Werkzeugkopfes 1 zusammen mit dem
schwenkfest daran gehaltenen Nietdöpper 2 erzeugt. Die
Taumelbewegung erfolgt ohne Eigendrehung des Werkzeugkopfes 1 um
eine Taumelachse 39, wobei die Taumelachse 39 achsgleich
zu der Nietachse 20 des Niets 5 liegt. Zur Ausführung des
Taumelnietverfahrens nach 3 liegt
die Längsachse
des Nietdöppers
dabei in einem konstanten Winkel α derart
zur Taumelachse 39, daß sich
die Längsachse 4 und
die Taumelachse 39 in einem Schnittpunkt S schneiden.
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Die
mit konstantem Winkel α schrägstehende
Längsachse 4 wird
dabei durch den Hexapod 16 (1, 2)
auf einer Mantelfläche
eines Kegels bewegt, dessen Spitze durch den Schnittpunkt S gebildet
ist. Ein beliebiger weiterer, mit Abstand zum Schnittpunkt S auf
der Längsachse 4 liegender
Achsenpunkt P führt
eine Kreisbahn 22 um die Nietachse 20 aus. Die
Kreisbahn 22 ist der besseren Übersichtlichkeit halber leicht
perspektivisch dargestellt und deshalb als Ellipse abgebildet. Es
entsteht eine Taumelbewegung des Nietdöppers 2 und dessen
Döpperfläche 6.
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Die
taumelnde Döpperfläche 6 wird
zunächst auf
den noch unverformten Schaft 24 in Richtung der Antriebsachse 3 bzw.
der Nietachse 20 zugestellt, bis die Döpperfläche 6 das noch unverformte,
hier nicht dargestellte freie Ende des Schafts 24 im Bereich
der Oberseite des oberen Bauteils 26 berührt. Bei
einer weiteren axialen Nietzustellung verformt die taumelnd um den
Schnittpunkt S bewegte Döpperfläche 6 den
Schaft 24, bis der in 1 gezeigte,
kegelförmige
Schließkopf 21 durch
die Verbindung aus Taumelbewegung und axialer Nietzustellung ausgeformt ist.
Die Nietzustellung kann gleichmäßig oder
pulsierend bzw. schlagend erfolgen.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Döpperfläche 6 eben
ausgeführt
und berührt
den Schließkopf 21 entlang
einer Berührlinie,
deren Länge
dem halben Radius der kreisrunden Döpperfläche 6 entspricht.
Die taumelnd umlaufende, gerade Berührungslinie der ebenen Döpperfläche 6 bewirkt eine
kegelförmige
Ausformung des Schließkopfes 21.
Es kann auch zweckmäßig sein,
eine konkave oder konvexe Form der Döpperfläche 6 vorzusehen, mittels
derer der Schließkopf 21 eine
konvex oder konkav gerundete Form erhält oder wodurch auch Hohlnieten
mit einem rohrförmigen
Schaft 24 vernietet werden können.
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Für ein sauberes
Nietergebnis ist es wichtig, daß der
Mittelpunkt der Döpperfläche 6 exakt
im Schnittpunkt S liegt. Eine Längenänderung
des Nietdöppers 2 führt dazu,
daß der
Mittelpunkt der Döpperfläche 6 entlang
der Längsachse 4 auswandert
und damit nicht mehr exakt im Schnittpunkt S liegt. Eine derartige
Längenänderung
beispielsweise in Folge von Verschleiß oder durch Austausch des Nietdöppers 2 mit
abweichender Länge
und/oder eine anpassende Änderung
des Winkels α kann durch
eine geeignet koordinierte Längenänderung der
Antriebsstreben 15 (1, 2)
ausgeglichen werden.
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4 zeigt
eine Sonderform des Taumelnietverfahrens nach 3,
welches auch als Punktnietverfahren bezeichnet wird. Im Betrieb
des Werkzeugkopfes 1 bleibt der Winkel α zwischen der Antriebsachse 3 und
der Längsachse 4 nicht
konstant. Eine entsprechende Programmierung des Hexapods 16 (1, 2)
verändert
den Winkel α zyklisch
mit der Taumelbewegung des Werkzeugkopfes 1 um dessen Taumelachse 39.
Es entsteht eine Taumelbewegung des Nietdöppers 2 mit seiner
Längsachse 4 und
seiner Döpperfläche 6,
bei der der Punkt P auf der Längsachse 4 eine
von der Kreisbahn 22 (3) abweichende
Schleifenbahn 23 ausführt.
Die der besseren Übersichtlichkeit
leicht perspektivisch dargestellte Schleifenbahn 23 des
Punktes P verläuft
auf einer Kugelkalotte und kann elliptisch oder achtförmig oder
in anderer geeigneter Weise ausgeführt werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
verläuft sie
rosetten- oder kleeblattförmig, wobei
der Punkt P auf seiner Schleifenbahn 23 zyklisch durch
die Nietachse 20 geführt
wird. Beim Durchlauf des Punktes P durch die Nietachse 20 steht
die Döpperfläche 6 senkrecht
zur Nietachse 20, während
in der zeichnerischen Darstellung nach 4 die Schrägstellung der
Döpperfläche 6 bzw.
der Längsachse 4 ihren
Maximalwert α erreicht
hat.
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Im
Unterschied zum Taumelnietverfahren nach 3 läuft die
Döpperfläche 6 nicht
taumelnd umfangseitig um den Schließkopf 21 herum, sondern wird
auch über
dessen Mittelpunkt herübergeführt, wodurch
ein günstiges
Fließverhalten
des Materials bei der Ausformung des Schließkopfes 21 bewirkt wird.
Die hier beispielhaft gezeigte ebene Ausführung der Döpperfläche 6 führt dabei
zu einer halbrunden Ausbildung des Schließkop fes 21 mit einer punktförmigen Berührung zwischen
beiden. Durch entsprechende konkave oder konvexe Ausformungen der
Döpperfläche 6 können aber
auch beliebige andere Kopfformen des Schließkopfes 21 erzeugt werden.
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In
den übrigen
Merkmalen und Bezugszeichen stimmt die Anordnung bzw. das Verfahren
nach 4 mit der Darstellung nach 3 überein.
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Der
hier verwendete Begriff "Niet" umfaßt auch
abweichende Bauformen von Verbindungselementen oder formschlüssig zu
befestigenden Elementen, wobei es nach der Erfindung auf die Ausformung
eines Schließkopfes 21 ankommt.
Beispielsweise können
Bolzen oder Stifte mit zwei gegenüberliegenden Schließköpfen 21 in
erfindungsgemäßer Weise
bearbeitet werden. Auch ist die Erfindung nicht auf Niete mit rundem
Schaft- oder Kopfquerschnitt beschränkt. Abweichende Querschnittsformen,
beispielsweise in Form eines Rechtecks, können in gleicher Weise umgeformt
werden. Beispielsweise kann zur Befestigung eines Blechbauteils
dieses mit einem hervorstehenden, rechteckigen Kantenabschnitt versehen
sein, welcher als Schließkopf 21 dient.
Ein solcher rechteckig langgestreckter Schließkopf 21 kann in erfindungsgemäßer Weise
ausgeformt werden, indem der Werkzeugkopf 1 mittels des
Hexapods 16 zyklisch mit der Taumelbewegung des Nietdöppers 2 einen
Höhenausgleich
erfährt,
um an den Längskanten
des Rechtecks den gleichen Umformungsgrad wie an den Querkanten
zu erzielen.
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5 zeigt
in einer teilweise geschnittenen Ansicht einen Ausschnitt des Werkzeugkopfes 1 nach
den 1 bis 4. Der Nietdöpper 2 liegt in einem
festen Schwenkwinkel zum Werkzeugkopf 1 und ist im gezeigten
Ausführungsbeispiel
rechtwinklig zur Ebene des Flansches 36 angeordnet. Der Nietdöpper 2 ist
in einer Döpperaufnahme 29 auswechselbar
gehalten. Die etwa zylindrisch ausgeführte Döpperaufnahme 29 ist
im Bereich ihrer beiden Enden mit je einem Radiallager 30 gegen
den Werkzeugkopf 1 abgestützt. Am inneren, oberen Ende
ist die Döpperaufnahme 29 noch
mittels eines Axiallagers 31 gegen den Werkzeugkopf 1 abgestützt. Die
beiden Radiallager 30 sind hier beispielhaft als Nadellager
ausgeführt,
während
das Axiallager 31 in Form eines Kugellagers ausgebildet
ist. Es können
auch andere Wälzlager
oder Gleitlager zweckmäßig sein.
Die Radiallager 30 und das Axiallager 31 bewirken
einen freie, nicht angetriebene Drehbarkeit der Döpperaufnahme 29 mit
dem darin befestigten Nietdöpper 2 gegenüber dem
Werkzeugkopf 1. Bei Ausführung des Taumelnietverfahrens nach 3 bzw.
des Punktnietverfahrens nach 4 führt der
Werkzeugkopf 1 eine Taumelbewegung um die dort dargestellte
Nietachse 20 aus, während
die im Schnittpunkt S liegende Döpperfläche 6 fest
am Schließkopf 21 (3, 4)
anliegt und zu einem Mitdrehen des Nietdöppers 2 führen kann.
Es entsteht eine gegenläufige,
freie Drehbewegung des Nietdöppers 2 zusammen
mit der Döpperaufnahme 29 gegenüber dem
taumelnd angetriebenen, im übrigen
jedoch drehfest am Hexapod 16 (1, 2) gehaltenen
Werkzeugkopf 1. Es kann auch zweckmäßig sein, den Nietdöpper 2 drehfest
am Werkzeugkopf zu befestigen.