DE102010014382A1 - Joint connection i.e. blind rivet connection, manufacturing method for connecting metal sheets, involves inserting joining element into holder unit by transferring transfer device from initial position into transfer position - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung, insbesondere zum Herstellen einer Blindnietverbindung, und betrifft ein Fügewerkzeug zur Durchführung eines derartigen Verfahrens sowie ein Fügesystem, das ein solches Fügewerkzeug aufweist. Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung ist das Blindnietverfahren. Hierbei werden zwei Werkstücke, in der Regel zwei Bleche miteinander verbunden, indem von einer Seite durch eine Bohrung in den Werkstücken ein Blindniet eingesetzt wird, der einen Nietkopf und einen Nietdorn aufweist. Die Nietverbindung wird hergestellt, indem der Dorn entgegen der Einsetzrichtung herausgezogen wird. Hierdurch verformt ein vergrößertes Ende des Nietdornes einen rückseitig überstehenden Teil des Nietkopfes. An einer Sollbruchstelle bricht der Schaft des Dornes ab, sobald eine bestimmte Zugkraft überschritten ist.The present invention relates to a method for producing a joint, in particular for producing a Blindnietverbindung, and relates to a joining tool for performing such a method and a joining system comprising such a joining tool. A known method for producing a joint connection is the blind riveting method. Here are two workpieces, usually two sheets joined together by a blind rivet is inserted from one side through a hole in the workpieces, which has a rivet head and a rivet mandrel. The rivet connection is made by pulling the mandrel against the insertion direction. As a result, an enlarged end of the rivet mandrel deforms a rear protruding part of the rivet head. At a predetermined breaking point, the shaft of the mandrel breaks off as soon as a certain tensile force is exceeded.
Zum Herstellen derartiger Blindnietverbindungen sind hydraulisch oder pneumatisch arbeitende Blindnietwerkzeuge bekannt. Diese weisen eine Halteeinrichtung zum Halten des Nietdorns und ein ringförmiges Mundstück auf, das als Gegenhalter für den Kopf dient. Die Halteeinrichtung wird dann hydraulisch oder pneumatisch zurückgezogen, wodurch die notwendige Setzkraft und schließlich die notwendige Kraft zum Trennen der Sollbruchstelle des Nietdornes erzeugt werden.For producing such Blindnietverbindungen hydraulically or pneumatically operated Blindnietwerkzeuge are known. These have a holding device for holding the rivet mandrel and an annular mouthpiece, which serves as a counter-holder for the head. The holding device is then withdrawn hydraulically or pneumatically, whereby the necessary setting force and finally the necessary force for separating the predetermined breaking point of the rivet mandrel are generated.
Derartige Blindnietwerkzeuge werden in der Regel von Hand bestückt, indem jeweils der Dorn eines Blindnietes von vorne in die Halteeinrichtung eingeführt wird.Such blind riveting tools are usually equipped by hand by each of the mandrel of a blind rivet is inserted from the front into the holding device.
Es ist ferner bekannt, derartige Blindnietwerkzeuge mit automatischen Zuführungen zu kombinieren. Diese arbeiten beispielsweise nach dem Prinzip eines Maschinengewehrgurtes, an dem eine Mehrzahl von Blindnieten befestigt ist und der taktweise in eine Position vor der Halteeinrichtung bewegt wird.It is also known to combine such Blindnietwerkzeuge with automatic feeders. These work, for example, on the principle of a machine gun belt to which a plurality of blind rivets is attached and is cyclically moved to a position in front of the holding device.
Auf anderen Gebieten der Fügetechnik ist es bekannt, Fügeelemente automatisiert in eine Halteeinrichtung eines Fügewerkzeuges zuzuführen. Beim sogenannten Bolzenschweißen beispielsweise wird ein Fügebolzen nicht von vorne, sondern von hinten in eine Halteeinrichtung zugeführt. Dies erfolgt in der Regel über Zuführschläuche, durch die hindurch die Fügeelemente mittels Druckluft gefördert werden. Ein Beispiel einer solchen Zuführeinheit ist offenbart in dem Dokument
Da beim Blindnietverfahren die von der Halteeinrichtung auf den Nietdorn aufzubringenden Haltekräfte relativ groß sein müssen, wäre die Realisierung einer derartigen Zuführeinheit für ein Blindnietwerkzeug relativ aufwendig.Since in the blind riveting the holding forces to be applied by the holding device to the rivet mandrel have to be relatively large, the realization of such a feed unit for a blind riveting tool would be relatively expensive.
Demzufolge besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung anzugeben, wobei insbesondere eine einfache, möglichst weitgehende Automatisierung der Zuführung eines Fügeelementes möglich ist. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein hierzu geeignetes Fügewerkzeug bzw. Fügesystem anzugeben.Accordingly, the object of the invention is to provide an improved method for producing a joint connection, wherein in particular a simple, as far as possible automation of the supply of a joining element is possible. Furthermore, it is an object of the invention to specify a joining tool or joining system suitable for this purpose.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Fügeverbindung, insbesondere zum Herstellen einer Blindnietverbindung, mit den Schritten:
- – Zuführen eines Fügeelementes zu einem Fügewerkzeug;
- – Einführen des Fügeelementes in eine Halteeinrichtung des Fügewerkzeuges; und
- – Herstellen der Fügeverbindung mittels des Fügeelementes; wobei das Zuführen des Fügeelementes einen ersten Zuführschritt, bei dem das Fügeelement durch einen Zuführschlauch hindurch in eine Transfereinrichtung des Fügewerkzeuges zugeführt wird, und einen zweiten Zuführschritt beinhaltet, bei dem die Transfereinrichtung mit dem darin enthaltenen Fügeelement dem Fügewerkzeug von einer Ausgangsposition in eine Übergabeposition versetzt wird, aus der heraus der Schritt des Einführens des Fügeelementes in die Halteeinrichtung erfolgen kann.
- - feeding a joining element to a joining tool;
- - Introducing the joining element in a holding device of the joining tool; and
- - Making the joint connection by means of the joining element; wherein the feeding of the joining element comprises a first feeding step, in which the joining element is fed through a feed tube into a transfer device of the joining tool, and a second feeding step, in which the transfer device with the joining element contained therein is displaced from a starting position into a transfer position by the joining tool from which the step of inserting the joining element into the holding device can take place.
Die obige Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Fügewerkzeug zum Herstellen einer Fügeverbindung, insbesondere zur Durchführung des oben genannten Verfahrens, mit einem Fügekopf, an dessen vorderem Ende eine Halteeinrichtung zum Halten eines Fügeelementes angeordnet ist, und einer Transfereinrichtung, die an dem Fügekopf zwischen einer Ausgangsposition und einer Übergabeposition versetzbar gelagert ist, wobei die Transfereinrichtung mit einem Zuführschlauch zum Zuführen von Fügeelementen verbindbar ist und wenigstens eine Aufnahme für ein Fügeelement aufweist und wobei ein in der Aufnahme aufgenommenes Fügeelement in der Übergabeposition der Transfereinrichtung aus der Aufnahme heraus in die Halteeinrichtung einführbar ist.The above object is further achieved by a joining tool for producing a joint connection, in particular for carrying out the above-mentioned method, with a joining head, at the front end of a holding device for holding a joining element is arranged, and a transfer device, which at the joining head between a starting position and a transfer position is mounted displaceably, wherein the transfer device with a supply hose for supplying joining elements is connectable and has at least one receptacle for a joining element and wherein a received in the receiving joining element in the transfer position of the transfer device from the receptacle out into the holding device is inserted.
Schließlich wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Fügesystem mit einem Fügewerkzeug der oben genannten Art, mit einer Zuführeinheit für Fügeelemente, die einen Zuführschlauch aufweist, der mit der Transfereinrichtung verbunden ist.Finally, the above object is achieved by a joining system with a joining tool of the type mentioned above, with a feed unit for joining elements, which has a feed tube, which is connected to the transfer device.
Bei dem erfindungsgemäßen Fügeverfahren können Fügeelemente zumindest weitgehend automatisiert einem Fügewerkzeug zugeführt werden. Dabei ermöglicht das Fügeverfahren, die Fügeelemente von vorne in eine Halteeinrichtung des Fügewerkzeuges einzuführen.In the joining method according to the invention joining elements can be at least largely automated fed to a joining tool. The joining process makes it possible to introduce the joining elements from the front into a holding device of the joining tool.
Die Fügeelemente können aufgrund der Möglichkeit der Zuführung über einen Zuführschlauch an einem von dem Fügewerkzeug unabhängigen Ort vereinzelt werden. Es ist nicht notwendig, die Fügeelemente an einem maschinengewehrgurtartigen Element vorab zu befestigen. The joining elements can be separated due to the possibility of feeding via a feed hose at a location independent of the joining tool. It is not necessary to pre-secure the joining elements to a machine gun belt-like element.
Der innere Aufbau des Fügewerkzeuges muss hierbei nicht verändert werden, da ein Fügeelement wie bei manueller Bestückung in die Halteeinrichtung eingeführt werden kann.The internal structure of the joining tool does not have to be changed here, since a joining element can be introduced into the holding device as in the case of manual assembly.
Ferner ist es möglich, Fügeelemente unterschiedlicher Größen, insbesondere unterschiedlicher Längen und Durchmesser zuzuführen.Furthermore, it is possible to supply joining elements of different sizes, in particular different lengths and diameters.
Insgesamt ist es möglich, gewöhnlich pneumatische oder hydraulische oder auch manuell arbeitende Fügewerkzeuge, insbesondere Blindnietwerkzeuge, mit einer voll- oder halbautomatischen Zuführtechnik auszustatten, die zudem einfach und folglich robust und wenig störungsanfällig ausgebildet werden kann und leicht zu warten/reparieren ist.Overall, it is possible, usually pneumatic or hydraulic or manually working joining tools, in particular Blindnietwerkzeuge equipped with a fully or semi-automatic feeding, which can also be simple and therefore robust and less susceptible to interference and easy to maintain / repair.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.The task is thus completely solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Fügeverfahren ist es von besonderem Vorteil, wenn das Fügewerkzeug eine Fügeachse aufweist und wenn das in der Transfereinrichtung enthaltene Fügeelement bei dem Versetzen der Transfereinrichtung in die Übergabeposition in einer Richtung schräg zu der Fügeachse bewegt wird.In the joining method according to the invention, it is of particular advantage if the joining tool has a joining axis and if the joining element contained in the transfer device is moved obliquely to the joining axis when the transfer device is moved into the transfer position in one direction.
Bei dieser Ausführungsform kann die Transfereinrichtung in der Ausgangsposition, in der ein Fügeelement in die Transfereinrichtung zuführbar ist, gegenüber der Fügeachse versetzt, insbesondere parallel versetzt angeordnet sein. Hingegen kann durch den Schrägversatz eine Aufnahme in der Transfereinrichtung in der Übergabeposition koaxial mit der Fügeachse und folglich mit der Halteeinrichtung des Fügewerkzeuges ausgerichtet sein. Das Einführen in die Halteeinrichtung kann durch eine einfache axiale Bewegung des Fügeelementes erfolgen.In this embodiment, the transfer device in the starting position, in which a joining element can be fed into the transfer device, offset from the joining axis, in particular offset in parallel. By contrast, can be aligned by the oblique offset a recording in the transfer device in the transfer position coaxially with the joining axis and consequently with the holding device of the joining tool. The insertion into the holding device can be done by a simple axial movement of the joining element.
Hierdurch ist zum einen die Möglichkeit gegeben, vorhandene Fügewerkzeugkonstruktionen auf einfache Weise anzupassen, da das Fügeelement im Wesentlichen außerhalb der eigentliche Funktionselemente des Fügewerkzeuges mittels der Transfereinrichtung in einen Bereich vor der Halteeinrichtung überführt werden kann. Auch die Konstruktion der Halteeinrichtung kann hierbei unverändert bleiben.On the one hand, this makes it possible to easily adapt existing joining tool constructions, since the joining element can be transferred substantially outside the actual functional elements of the joining tool into a region in front of the holding device by means of the transfer device. The construction of the holding device can also remain unchanged.
Ferner ist es bevorzugt, wenn das Zurückführen der Transfereinrichtung in die Ausgangsposition erfasst wird, vorzugsweise mittels eines geeigneten Sensors.Furthermore, it is preferred if the return of the transfer device to the starting position is detected, preferably by means of a suitable sensor.
Der Sensor kann beispielsweise ein mechanischer Sensor wie ein Tastsensor, ein Schalter oder Ähnliches sein, kann jedoch auch ein elektronischer Sensor, beispielsweise ein Hall-Sensor sein.For example, the sensor may be a mechanical sensor such as a touch sensor, a switch, or the like, but may also be an electronic sensor such as a Hall sensor.
Da erfassbar ist, wenn sich die Transfereinrichtung in der Ausgangsposition erfindet, kann gewährleistet werden, dass ein über den Zuführschlauch zugeführtes Fügeelement in eine Aufnahme der Transfereinrichtung zugeführt wird.Since it can be detected when the transfer device is invented in the starting position, it can be ensured that a joining element supplied via the supply hose is fed into a receptacle of the transfer device.
Ferner ist es möglich, aufgrund eines solchen Signals, die Transfereinrichtung an dem Fügewerkzeug zu verriegeln, um zu gewährleisten, dass ein über den Zuführschlauch zugeführtes Fügeelement nicht unkontrolliert aus dessen Ende herausschießt.Furthermore, it is possible, on the basis of such a signal, to lock the transfer device to the joining tool in order to ensure that a joining element supplied via the supply hose does not shoot out of its end in an uncontrolled manner.
Folglich ist es vorteilhaft, wenn ein Fügeelement der Transfereinrichtung nur dann über den Zuführschlauch zugeführt wird, wenn sich die Transfereinrichtung in der Ausgangsposition befindet.Consequently, it is advantageous if a joining element of the transfer device is fed via the feed tube only when the transfer device is in the starting position.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Fügeelement ein Blindniet, wobei der Blindniet mit dem Nietkopf voraus in eine Aufnahme der Transfereinrichtung zugeführt wird.According to a further preferred embodiment, the joining element is a blind rivet, wherein the blind rivet is fed with the rivet head ahead into a receptacle of the transfer device.
Auf diese Weise ist der Blindniet nach Überführung in die Übergabeposition so ausgerichtet, dass er sich mit dem Nietdorn von vorne in die Halteeinrichtung des Fügewerkzeuges einführen lässt.In this way, the blind rivet is aligned after transfer to the transfer position so that it can be inserted with the rivet mandrel from the front into the holding device of the joining tool.
Das Einführen des Fügeelementes von der Aufnahme der Transfereinrichtung in die Halteeinrichtung kann manuell erfolgen.The insertion of the joining element from the recording of the transfer device in the holding device can be done manually.
Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn dieser Vorgang unter Zuhilfenahme von Druckluft erfolgt.However, it is particularly preferred if this process takes place with the aid of compressed air.
Insbesondere bei pneumatisch betriebenen Fügewerkzeugen steht Druckluft ohnehin zur Verfügung. Diese kann dann genutzt werden, um das Fügeelement in die Halteeinrichtung einzusaugen oder aber durch Umlenkung auf die Transfereinrichtung einzublasen.Especially with pneumatically operated joining tools compressed air is available anyway. This can then be used to suck the joining element in the holding device or blow by deflection on the transfer device.
Ferner sind folgende Ausführungsformen der Erfindung besonders vorteilhaft.Furthermore, the following embodiments of the invention are particularly advantageous.
So kann die Transfereinrichtung an dem Fügewerkzeug von Hand verschiebbar sein, nach der Art einer ”Pump Gun”. Dabei ist es möglich, die Transfereinrichtung in der Aufnahmeposition und/oder in der Übergabeposition rastend zu halten. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Transfereinrichtung in der Ausgangsposition verriegelt werden kann, um das unkontrollierte Herausschießen von Fügeelementen aus dem Zuführschlauch heraus zu vermeiden. Auch ist es möglich, zwischen dem Zuführschlauch und der Transfereinrichtung einen Verschluss vorzusehen, der sich beispielsweise automatisch vor das Ende des Zuführschlauches setzt, wenn die Transfereinrichtung aus der Ausgangsposition in die Übergabeposition bewegt wird.Thus, the transfer device can be displaced by hand on the joining tool, in the manner of a "pump gun". It is possible to hold the transfer device in the receiving position and / or in the transfer position latching. Furthermore, it is advantageous if the transfer device can be locked in the starting position in order to avoid the uncontrolled ejection of joining elements out of the supply hose. Also it is possible between the Feed tube and the transfer device to provide a closure, for example, automatically sets in front of the end of the feed tube when the transfer device is moved from the starting position to the transfer position.
Ferner ist es möglich, die Transfereinrichtung an dem Fügewerkzeug automatisiert zwischen den Positionen zu versetzen, beispielsweise mittels eines pneumatischen, hydraulischen oder elektromotorischen Antriebs.Furthermore, it is possible to automatically move the transfer device to the joining tool between the positions, for example by means of a pneumatic, hydraulic or electric motor drive.
An der Transfereinrichtung kann ein Griff angeordnet sein, um das manuelle Verschieben zwischen den Positionen zu erleichtern.A handle may be disposed on the transfer device to facilitate manual shifting between positions.
Die Transfereinrichtung ist an dem Fügewerkzeug vorzugsweise im Bereich eines Mundstückes desselben gelagert. Beispielsweise kann an einem Außenumfang des Mundstückes eine geeignete mechanische Führung für die Transfereinrichtung ausgebildet sein. Die Transfereinrichtung kann bei dem Überführen von der Ausgangsposition in die Übergangsposition entweder ausschließlich axial versetzt werden oder auch gleichzeitig mit verdreht werden.The transfer device is preferably mounted on the joining tool in the region of a mouthpiece thereof. For example, an appropriate mechanical guide for the transfer device can be formed on an outer circumference of the mouthpiece. The transfer device can be either exclusively offset axially or also simultaneously rotated in the transfer from the starting position to the transition position.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Fügewerkzeug können bevorzugt in Verbindung mit Blindnieten verwendet werden, eignen sich jedoch auch für andere Fügeverfahren, bei denen andere Arten von Fügeelementen zugeführt werden, beispielsweise herkömmliche Niete, Stanzniete, Schweißbolzen etc. Aufgrund der Zuführung über einen Zuführschlauch sind die Fügeelemente vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Generell ist es jedoch auch denkbar, nicht-rotationssysmmetrische Fügeelemente durch einen entsprechend profilierten Schlauch zuzuführen.The inventive method and the joining tool according to the invention can preferably be used in conjunction with blind rivets, but are also suitable for other joining methods in which other types of joining elements are supplied, such as conventional rivets, punch rivets, welding studs etc. Due to the supply via a supply hose are the Joining elements preferably formed rotationally symmetrical. In general, however, it is also conceivable to supply non-rotationally symmetrical joining elements by means of a correspondingly profiled tube.
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.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. It shows:
In
Das Fügewerkzeug
Dies kann bei dem erfindungsgemäßen Fügesystem
Die Vereinzelungseinrichtung
An dem Fügekopf
Die Transfereinrichtung
In der Ausgangsposition ist die Aufnahme
An dem Außenumfang der Transfereinrichtung
Ferner ist an dem Fügekopf
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft vorzugsweise folgendermaßen ab. Die Transfereinrichtung
Anschließend wird die Transfereinrichtung
Anschließend wird die Transfereinrichtung
Hierbei wird der Nietkopf
Danach kann die Halteeinrichtung
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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