-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Nietvorrichtung, aufweisend eine Gabel, an deren einem Arm eine Nietmatrize und an deren anderem Arm ein Auge ausgebildet ist, wobei das Auge ein Gehäuse einer Nietsetzeinrichtung aufnimmt.
-
Derartige Nietvorrichtungen werden z. B. in Fertigungsstraßen zur Herstellung von Fahrzeugkarosserien eingesetzt. Dabei muss die Nietsetzeinrichtung und insbesondere der Bereich der Nietsetzeinrichtung, in dem eine die Nieten setzende Schubstange geführt ist, sehr genau zur Nietmatrize ausgerichtet sein, da es anderenfalls zu einer Beschädigung der Niete bzw. zu fehlerhaft gesetzten Nieten kommt, die keine ausreichende Haltekraft aufbringen. Dies bedeutet, dass die Nietsetzeinrichtung und damit die Schubstange sehr genau in dem Auge zentriert sein muss.
-
Bisher wurden die Komponenten mit sehr engen Toleranzen gefertigt, was mit einem hohen Fertigungsaufwand verbunden ist.
-
Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, eine Nietvorrichtung zu schaffen, wobei mit möglichst geringem Aufwand eine sehr hohe Koaxialität der Nietsetzeinrichtung in dem Auge bewerkstelligt wird, so dass die Nietsetzeinrichtung exakt zur Nietmatrize ausgerichtet ist.
-
Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass zum Zentrieren des Gehäuses der Nietsetzeinrichtung in dem Auge eine hydraulisch arbeitende Hydrodehneinrichtung vorgesehen ist.
-
Es hat sich gezeigt, dass auf diese Weise die Nietsetzeinrichtung und damit die Schubstange sehr exakt im Auge zentriert werden kann. Der etwas höhere Aufwand für die Hydrodehneinrichtung wird durch die einwandfreie Setzung der Nieten, die sich aus der zentrierten Führung der Schubstange ergibt, mehr als ausgeglichen.
-
Da das Gehäuse der Nietsetzeinrichtung und damit die Schubstange in dem Auge praktisch spielfrei gehalten wird, ergeben sich auch bessere Nietergebnisse. Die Toleranzen bei der Fertigung der Nietvorrichtung, insbesondere der Gabel und des Auges, können herabgesetzt werden, so dass eine kostengünstigere Fertigung der Nietvorrichtung gewährleistet ist.
-
Weiterhin erlaubt diese Erfindung, dass bestehende Nietsetzeinrichtungen weiterverwendet werden können.
-
Im einfachsten Fall besteht die Hydrodehneinrichtung aus einer Dehnhülse, in der das Gehäuse der Nietsetzeinrichtung angeordnet wird, wobei zwischen der Dehnhülse und dem Auge eine Ringkammer ausgebildet ist, die mit einem hydraulischen Zylinder in einer hydraulischen Verbindung steht.
-
Sobald der Hydrodehneinrichtung ein Hydrauliköl unter Druck zugeführt wird, zentriert sich die Dehnhülse in dem Auge.
-
Vorzugsweise wird die Ringkammer von einer oder mehreren in der inneren Mantelfläche des Auges umlaufenden Nut(en) gebildet.
-
Die Dehnhülse liegt über diesen Nuten, so dass sich eine allseitig geschlossene Ringkammer bildet, die lediglich die hydraulische Verbindung zum hydraulischen Zylinder aufweist.
-
Um eine ausreichende Dichtigkeit der Ringkammer zu erreichen, werden die ein oder mehreren Nuten jeweils beidseitig gegenüber der Dehnhülse gedichtet. Hierzu werden in den entsprechenden Vertiefungen in der Mantelfläche der Dehnhülse Ringdichtungen eingelegt.
-
Zur Anordnung des Gehäuses in dem Auge ist vorgesehen, dass das Gehäuse von einem Hohlzylinder gebildet ist, der länger ist als das Auge und der an seinem einen Ende einen Flansch und an seinem anderen Ende ein Gewinde für eine Überwurfmutter aufweist.
-
Das Gehäuse wird daher lediglich in die Dehnhülse eingesteckt, wobei sich der Flansch an eine Stirnfläche des Auges anlegt, während die Überwurfmutter gegen die andere Stirnfläche geschraubt wird.
-
Um die Ölzufuhr zur Ringkammer zu sichern, ist vorgesehen, dass der Druckzylinder, der mit der Ringkammer in einer hydraulischen Verbindung steht, in dem Arm der Gabel ausgebildet ist, der das Auge enthält.
-
Dazu ist vorzugsweise in dem Arm eine Bohrung ausgebildet, die zumindest einseitig von einem Druckkolben verschlossen ist, wobei der Druckkolben an einer Einstellschraube anliegt, die in ein Ende der Bohrung eingeschraubt ist.
-
Der Druckkolben begrenzt eine Druckkammer, die mit der Ringkammer in Verbindung steht. Durch Verschieben des Druckkolbens zum Boden der Bohrung kann der Druck in der Druckkammer in der Ringkammer erhöht werden. Somit lässt sich eine Einstellung des auf die Dehnhülse wirkenden Druckes erreichen.
-
Es kann weiterhin vorgesehen werden, dass der Druckzylinder von einer den Arm durchquerenden Bohrung gebildet ist, die beidseitig von je einem in der Bohrung verschiebbaren Druckkolben verschlossen ist, wobei die Druckkolben jeweils an einer Einstellschraube anliegen, die in die jeweiligen Enden der Bohrung eingeschraubt sind.
-
Dies hat den Vorteil, dass die Einstellungen des Drucks entweder mit der einen oder anderen Einstellschraube erfolgen kann, so dass unabhängig von der speziellen Einbausituation der Nietvorrichtung zumindest eine der Einstellschrauben mit einem Werkzeug erreichbar ist.
-
In beiden Fällen ist die Bohrung im Bereich der Druckkammer mit einem Einfüllkanal verbunden, mit dem eine Erstbefüllung der Druckzylinder sowie der Ringkammer erfolgt. Weiterhin ist – wie üblich – eine Lüftungsbohrung vorgesehen.
-
Im Folgenden wird anhand eines Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert. Dazu zeigen:
-
1 eine Übersicht über die Nietvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
-
2 einen Längsschnitt durch ein Auge mit einer Hydrodehneinrichtung zur Aufnahme der Nietsetzeinrichtung der Nietvorrichtung und
-
3 einen Schnitt durch den Arm einer Gabel, in der das Auge ausgebildet ist, zur Darstellung eines hydraulischen Zylinders für die Hydrodehneinrichtung.
-
Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen. Diese zeigt eine Gabel 1 mit einem unteren Arm 2 und einem oberen Arm 3, deren Enden einander gegenüber liegen. Die Gabel 1 wird von einem Roboterarm 4 geführt.
-
An der Innenseite des unteren Arms 2 befindet sich eine Nietmatrize 5. Im Ende des oberen Arms 3 ist ein Auge 6 ausgebildet, in das eine Nietsetzeinrichtung 7 eingesetzt ist, deren Aufbau hier nicht näher erläutert zu werden braucht, da sie von einer üblicher Bauart ist. Weiterhin erkennt man eine Nietzuführung 8.
-
Wesentlich ist aber, dass – wie dies in den 2 und 3 zu erkennen ist – die Nietsetzeinrichtung 7 im Bereich des Auges 6 ein Gehäuse 9 mit einem Querschnitt aufweist, der der Form des Auges 6 entspricht, so dass die Nietsetzeinrichtung 7 koaxial zum Auge 6 und exakt gegenüber der Nietmatrize 5 angeordnet werden kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt kreisförmig.
-
Wie der 2 entnommen werden kann, befinden sich auf der Innenseite des Gehäuses 9 Gleitbuchsen 10, in denen eine Schubstange 11 der Nietsetzeinrichtung 7 geführt ist. Das Gehäuse 9 ist etwas länger, als das Auge 6 hoch ist und besitzt an seinem unteren Ende einen Flansch 12, der an der unteren Stirnseite des Auges 6 anliegt und an seinem oberen Ende ein Gewinde 13, auf dem eine Überwurfmutter 14 aufgeschraubt ist, die gegen die obere Stirnseite des Auges 6 unter Zwischenlage einer Unterlegscheibe 15 geschraubt wird. Damit ist das Gehäuse 9 im Auge 6 gehalten.
-
An der Innenmantelfläche des Auges 6 befindet sich eine Ringkammer 16, die in diesem Fall von zwei umlaufenden breiten Nuten 17, 18 gebildet ist. Grundsätzlich kann die Ringkammer 16 aber auch nur von einer Nut oder auch von mehr als zwei Nuten gebildet werden.
-
Die Ringkammer 16 bzw. die beiden Nuten 17, 18 werden von einer Dehnhülse 19 geschlossen, die an der Außenmantelfläche des Gehäuses 9 anliegt und sich vom Flansch 12 bis zur Unterlegscheibe 15 erstreckt.
-
In den Stegen zwischen den Nuten 17, 18 bzw. zwischen den jeweils außen liegenden Nuten 17, 18 und der jeweiligen Stirnfläche des Auges 6 sind in schmalen Vertiefungen Dichtringe 20 angeordnet, auf denen die Dehnhülse 19 aufliegt. Somit sind die Nuten 17, 18 gedichtet und stehen lediglich über einen hier nicht gezeigten Kanal mit einem weiter unten beschriebenen Druckzylinder in hydraulischer Verbindung.
-
Da die Nuten 17, 18 umlaufend sind, wird auf das Gehäuse 9 eine gleichmäßige Kraft ausgeübt, wenn in den Nuten 17, 18 ein hydraulischer Druck aufgebaut wird, wodurch das Gehäuse 9 innerhalb des Auges 6 spielfrei zentriert wird. Da auch das Gehäuse 9 durch den ausgeübten allseitigen Druck leicht radial gestaucht wird, wird auch die Schubstange 11 innerhalb des Gehäuses 9 bzw. der Gleitbuchsen 10 spielfrei zentriert.
-
Wie in der 3 gezeigt ist, ist ein Druckzylinder innerhalb des Armes 3 angeordnet, der zu dem Auge führt. Die 3 zeigt einen entsprechenden Schnitt durch diesen Arm 3, wobei hinter der Schnittfläche das Auge 6, die Überwurfmutter 14, ein Teil des Gehäuses 9 sowie die Schubstange 11 zu erkennen sind.
-
Parallel zur axialen Erstreckung des Auges 6 befindet sich in dem Arm 3 eine Bohrung 21, die von der einen Seite zur anderen Seite des Arms 3 verläuft.
-
Innerhalb der Bohrung 21 befinden sich zwei Druckkolben 22, 23, die an je einer Einstellschraube 24, 25 anliegen, die in das jeweilige Ende der Bohrung 21 eingeschraubt sind. Jede Einstellschraube 24, 25 kann z. B. mit Hilfe eines Inbusschlüssels in die Bohrung 21 hinein und aus dieser ein wenig herausgeschraubt werden, um den hydraulischen Druck in der Druckkammer 26 einzustellen, die sich zwischen den beiden Druckkolben 22, 23 befindet. Die Verwendung von zwei Einstellschrauben 24, 25 wurde gewählt, um unabhängig von der Einbausituation der Nietvorrichtung wenigstens die Zugriffsmöglichkeit auf eine der Einstellschrauben 24, 25 zu ermöglichen. Grundsätzlich kann die Bohrung 21 aber einseitig durch einen festen Stopfen verschlossen werden bzw. von einer Sackbohrung gebildet werden, wobei in dem offenen Ende der Bohrung nur ein Druckkolben mit einer Einstellschraube eingesetzt ist.
-
Die Druckkammer 26 ist über einen Schlitz 27 in einem Einfüllkanal 28 mit den umlaufenden Nuten 17, 18, verbunden. Der Einfüllkanal 28 erstreckt sich tangential zum Auge 6 durch den Arm 3. Weiterhin ist auch eine Entlüftungsbohrung 29 vorgesehen.
-
Zur Montage der Nietsetzeinrichtung 7 wird das hydraulische System zunächst mit Öl befüllt, wobei zunächst kein Druck aufgebaut wird. Sodann wird das Gehäuse 9 in das Auge 6 eingesetzt und mittels der Überwurfmutter 14 befestigt. Anschließend wird durch Betätigung von einer oder beiden Einstellschrauben 24 bzw. 25 ein Druck in der Druckkammer 26 aufgebaut, der auch in der Ringkammern 16 wirksam wird und der zur Folge hat, dass die Dehnhülse 19 und damit das darin angeordnete Gehäuse 9 der Nietsetzeinrichtung 7 exakt koaxial zum Auge 6 ausgerichtet wird.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gabel
- 2
- untere Arm
- 3
- obere Arm
- 4
- Roboterarm
- 5
- Nietmatrize
- 6
- Auge
- 7
- Nietsetzeinrichtung
- 8
- Nietzuführung
- 9
- Gehäuse
- 10
- Gleitbuchsen
- 11
- Schubstange
- 12
- Flansch
- 13
- Gewinde
- 14
- Überwurfmutter
- 15
- Unterlegscheibe
- 16
- Ringkammer
- 17
- Ringnut
- 18
- Ringnut
- 19
- Dehnhülse
- 20
- Dichtring
- 21
- Bohrung
- 22
- Druckkolben
- 23
- Druckkolben
- 24
- Einstellschraube
- 25
- Einstellschraube
- 26
- Druckkammer
- 27
- Schlitz
- 28
- Einfüllkanal
- 29
- Entlüftungsbohrung
