DE102005040795A1 - Nieteinrichtung zum Taumelnieten bzw. Punktnieten und Nietverfahren - Google Patents

Nieteinrichtung zum Taumelnieten bzw. Punktnieten und Nietverfahren Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Nieteinrichtung zur Ausführung eines Taumelnietverfahrens bzw. eines Punktnietverfahrens sowie ein entsprechendes Nietverfahren. Die Nieteinrichtung umfaßt ein Maschinengestell (14) und einen Werkzeugkopf (1) mit einem im Werkzeugkopf (1) gehaltenen Nietdöpper (2). Der Werkzeugkopf (1) ist mittels eines sechs Antriebsstreben (15) umfassenden Hexapods (16) am Maschinengestell (14) verstellbar geführt, wobei der Werkzeugkopf (1) drehfest am Hexapod (16) gehalten ist. Eine Taumelbewegung des Werkzeugkopfes (1) mit dem Nietdöpper (2) wird durch Betätigung des Hexapods (16) ausgeführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Nieteinrichtung zur Ausführung eines Taumelnietverfahrens bzw. eines Punktnietverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Nietverfahren.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die Aufgabe wird durch eine Nieteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Nietverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Übersichtsdarstellung einer Nieteinrichtung zur Ausführung der in den 3 und 4 dargestellten Nietverfahren mit einem an einem Hexapod aufgehängten Werkzeugkopf;
  • 2 die Anordnung nach 2 mit schräggestelltem Werkzeugkopf zur Vernietung eines räumlich schräg stehenden Niets;
  • 3 eine schematische Perspektivdarstellung des Werkzeugkopfes nach den 1 und 2 bei Ausführung des durch den Hexapod angesteuerten Taumelnietverfahrens;
  • 4 die Anordnung nach 3 bei der Ausführung des Punktnietverfahrens;
  • 5 eine teilweise geschnittene Detaildarstellung des Werkzeugkopfes mit Einzelheiten einer freien Drehlagerung des Nietdöppers.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In den übrigen Merkmalen und Bezugszeichen stimmt die Anordnung bzw. das Verfahren nach 4 mit der Darstellung nach 3 überein.
  • 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.
  • 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.

Claims (9)

  1. Nieteinrichtung zur Ausführung eines Taumelnietverfahrens bzw. eines Punktnietverfahrens, umfassend ein Maschinengestell (14) und einen Werkzeugkopf (1) mit einem im Werkzeugkopf (1) gehaltenen Nietdöpper (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (1) mittels eines sechs Antriebsstreben (15) umfassenden Hexapods (16) am Maschinengestell (14) verstellbar geführt ist, wobei der Werkzeugkopf (1) drehfest am Hexapod (16) gehalten ist, und wobei eine Ausführung einer Taumelbewegung des Werkzeugkopfes (1) mit dem Nietdöpper (2) durch Betätigung des Hexapods (16) vorgesehen ist.
  2. Nieteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sechs Antriebsstreben (15) des Hexapods (16) zu drei Paaren (17) von V-förmig zueinander angeordneten Antriebsstreben (15) zusammengefasst sind, wobei Gelenkenden (18) der V-förmigen Paare (17) gelenkig am Werkzeugkopf (1) gelagert sind.
  3. Nieteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß freie Enden (34) der V-förmigen Paare (17) zumindest näherungsweise in einer Ebene liegend gelenkig am Maschinengestell (14) gelagert sind.
  4. Nieteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nietdöpper (2) frei drehend im Werkzeugkopf (1) gelagert ist.
  5. Nietverfahren zum Taumelnieten bzw. Punktnieten eines Niets (5), wobei ein Maschinengestell (14), ein Werkzeugkopf (1) mit einem im Werkzeugkopf (1) gehaltenen Nietdöpper (2) und ein sechs Antriebsstreben (15) umfassender Hexapod (16) vorgesehen sind, und wobei der Werkzeugkopf (1) mittels des Hexapods (16) drehfest und in den übrigen Bewegungsfreiheitsgraden verstellbar am Maschinengestell (14) gehalten ist, und wobei eine Taumelbewegung des Werkzeugkopfes (1) mit dem Nietdöpper (2) durch Betätigung des Hexapods (16) ausgeführt wird.
  6. Nietverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Taumelbewegung ausgeführt wird, bei der eine Längsachse (4) des Nietdöppers (2) in einem zumindest näherungsweise konstanten Winkel (α) zu einer Nietachse (20) des Niets (5) liegt und die Nietachse (20) in einem zumindest näherungsweise im Bereich eines umzuformenden Schließkopfes (21) des Niets (5) liegenden Schnittpunkt (S) schneidet, und wobei ein beliebiger weiterer, mit Abstand zum Schnittpunkt (S) auf der Längsachse (4) liegender Achsenpunkt (P) eine Kreisbahn (22) um die Nietachse (20) ausführt.
  7. Nietverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Taumelbewegung ausgeführt wird, bei der eine Längsachse (4) des Nietdöppers (2) in einem variablen Winkel (α) zu einer Nietachse (20) des Niets (5) liegt und die Nietachse (20) in einem zumindest näherungsweise im Bereich eines umzuformenden Schließkopfes (21) des Niets (5) liegenden Schnittpunkt (S) schneidet, und wobei ein beliebiger weiterer, mit Abstand zum Schnittpunkt (S) auf der Längsachse (4) liegender Achsenpunkt (P) eine von einer Kreisbahn (22) abweichenden Schleifenbahn (23) um die Nietachse (20) ausführt.
  8. Nietverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Schleifenbahn (23) durch die Nietachse (20) verläuft.
  9. Nietverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bezogen auf die Nietachse (20) eine axiale Nietzustellung des Werkzeugkopfes (1) mittels des Hexapods (16) erfolgt.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009001661A1 (de) 2009-03-19 2010-09-23 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zur Befestigung und axialen Fixierung einer Welle in einem Bauteil
CN101602084B (zh) * 2009-06-25 2011-01-19 韶关学院 实时调整铆接机铆头倾角的方法
WO2011134720A1 (de) * 2010-04-30 2011-11-03 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Rollenlagerkäfig und verfahren zum herstellen eines rollenlagerkäfigs
EP2239088B1 (de) * 2009-04-06 2012-09-05 The Boeing Company Automatische Locherzeugung
CN104511898A (zh) * 2013-09-28 2015-04-15 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 两级液电混合式运动平台
DE102018112193A1 (de) * 2018-05-22 2019-11-28 Harms & Wende Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Nietverbindung

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009001661A1 (de) 2009-03-19 2010-09-23 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zur Befestigung und axialen Fixierung einer Welle in einem Bauteil
EP2239088B1 (de) * 2009-04-06 2012-09-05 The Boeing Company Automatische Locherzeugung
RU2548342C2 (ru) * 2009-04-06 2015-04-20 Дзе Боинг Компани Автоматизированное выполнение отверстий
CN101602084B (zh) * 2009-06-25 2011-01-19 韶关学院 实时调整铆接机铆头倾角的方法
WO2011134720A1 (de) * 2010-04-30 2011-11-03 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Rollenlagerkäfig und verfahren zum herstellen eines rollenlagerkäfigs
CN104511898A (zh) * 2013-09-28 2015-04-15 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 两级液电混合式运动平台
DE102018112193A1 (de) * 2018-05-22 2019-11-28 Harms & Wende Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Nietverbindung
DE102018112193B4 (de) * 2018-05-22 2021-01-14 Harms & Wende Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Nietverbindung

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