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Die Erfindung betrifft einen Elektroantrieb für ein Bearbeitungswerkzeug, insbesondere für ein Blindnietsetzgerät mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein derartiges Bearbeitungswerkzeug, insbesondere Blindnietsetzgerät mit einem derartigen Elektroantrieb sowie ein Verfahren zum geregelten Setzen eines Blindniets mit einem Elektroantrieb.
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Ein derartiger Elektroantrieb sowie ein Setzgerät und ein Verfahren zum geregelten Setzen eines Niets, insbesondere eines Blindniets ist beispielsweise aus der
EP 0 527 414 A1 zu entnehmen. Bei diesem Setzgerät ist ein Elektromotor unterhalb einer Setzeinheit für den Blindniet angeordnet, wobei die Drehbewegung des Elektromotors über mehrere Getriebeelemente mehrfach umgelenkt wird, um die Rotationsbewegung des Elektromotors in eine Linearbewegung eines als Spindel ausgebildeten Stellelements zu übertragen.
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Aus der
DE 10 2007 0 050 422 A1 ist ein Verfahren zum Regeln des Blindniet-Setzvorgangs zu entnehmen, bei dem während des Setzvorgangs die vom Setzgerät ausgeübte Kraft durch eine Auswertung des Motorstroms ermittelt und dadurch der Setzvorgang überwacht und kontrolliert wird.
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Zur Erfassung der beim Setzvorgang ausgeübten Kraft ist aus der
EP 0 454 890 B1 zudem die Verwendung von Dehnungsmessstreifen als Kraftmesseinrichtung zu entnehmen, wobei der Dehnungsmessstreifen unmittelbar an einem Zugkopf angeordnet ist. Über die Überwachung und Kontrolle des Kraftverlaufs über den Setzweg bei einem Blindniet-Setzvorgang kann überprüft werden, ob der Setzvorgang in der gewünschten Weise erfolgt, um eine qualitativ hochwertige Nietverbindung zu gewährleisten.
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Ein geregelter Setzvorgang ist insbesondere bei automatisierten Systemen erforderlich, bei denen ein fehlerfreies Setzen gefordert ist. Insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie wird als Fügetechnik zunehmend die Blindniettechnologie vollautomatisiert eingesetzt. Hierbei erfolgt das Fügen von Karosserieteilen mit Hilfe von Blindniet-Robotern.
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Insbesondere auf diesem Anwendungsgebiet sind elektrische Antriebe hydraulischen oder pneumatischen Antrieben vorzuziehen, da diese eine aufwendige Medienversorgung erfordern. Aufgrund der häufig schnellen Bewegungen eines Blindniet-Roboters sollten derartige Elektroantriebe jedoch möglichst kompakt bauend ausgebildet sein. Auch müssen sie den bei dem Niet-Setzvorgang auftretenden Belastungen und Anforderungen genügen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen für einen derartigen Blindniet-Setzvorgang geeigneten Elektroantrieb sowie ein geeignetes Setzverfahren zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektroantrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Bearbeitungswerkzeug mit einem derartigen Elektroantrieb sowie durch ein Verfahren zum geregelten Setzen eines Blindniets mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
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Der Elektroantrieb umfasst dabei einen Elektromotor, der mit einem in einer Axialrichtung linear versetzbaren Stellelement verbunden ist, wobei für eine Schlagentkopplung des Elektromotors vom Stellelement ein Dämpfungselement angeordnet ist.
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Das Dämpfungselement ist daher zwischen dem Elektromotor und dem Stellelement wirksam, um Kraftstöße beim Bearbeitungsvorgang abzudämpfen, so dass die Komponenten, beispielsweise Getriebe- oder Lagereinheiten des Elektromotors, geschont werden und die Lebensdauer des Elektromotors im Vergleich zu Ausgestaltungen ohne Schlagentkopplung erhöht ist.
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Diese Ausgestaltung geht dabei von der Überlegung aus, dass bei bestimmten Bearbeitungsvorgängen, wie beispielsweise einem Blindniet-Setzvorgang, aber auch bei einem Stanzvorgang, abrupte Lastwechsel erfolgen, die zu einem Rückschlag auf die Antriebseinheit führen. Im Falle eines Blindniet-Setzvorgangs erfolgt dies beim vorgesehenen Abreißen eines Nietdorns bei Erreichen einer gewünschten Setzkraft, wenn also die vom Nietdorn aufgenommene Zugkraft abrupt zusammenbricht. Beim Stanzvorgang erfolgt der abrupte Lastwechsel am Ende eines Stanzvorgangs, also beim Durchstoßen eines Werkstückes, bei dem die von einem Werkstück aufgebrachte Gegenkraft ebenfalls abrupt zusammenbricht.
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Durch das Dämpfungselement werden daher derartige stoßartige Rückschlagkräfte über eine quasi elastische Lagerung zwischen dem Stellelement und dem Elektromotor aufgenommen, ohne dass eine Schädigung des Elektromotors oder von Getriebeteilen zu befürchten ist.
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Zweckdienlicherweise schließt sich das Stellelement in Axialrichtung an den Elektromotor an. Dadurch kann insgesamt der Elektroantrieb kompakt bauend ausgestaltet werden. Bei dem Elektroantrieb handelt es sich daher vorzugsweise insoweit um einen linear angeordneten Antrieb, bei dem die einzelnen Komponenten des Antriebs entlang der Axialrichtung aneinandergereiht sind.
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Der Elektromotor umfasst dabei vorzugsweise einen Rotor, welcher über ein Getriebe mit dem Stellelement verbunden ist. Bei dem Stellelement handelt es sich insbesondere um eine Spindel. Der Rotor ist mit dieser Spindel dabei über das Getriebe direkt verbunden, welches beispielsweise als ein Kugelgewindetrieb oder ein Rollengewindetrieb und vorzugsweise als ein so genannter Planetengewindetrieb ausgebildet. Hierdurch ist insgesamt eine sehr kompakte Bauweise bei gleichzeitig guter Übertragung der Stellbewegung des Rotors auf das Stellelement zur Erzeugung einer Translationsbewegung des Stellelements erreicht.
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In zweckdienlicher Ausgestaltung ist das Stellelement zumindest mittelbar über ein Axiallager am Elektromotor gelagert. Der gesamte Elektrontrieb ist daher bevorzugt in Axialrichtung in zumindest einen vorderen Stellteil und einen hinteren Motorteil durch das Axiallager unterteilt. Vorzugsweise ist nunmehr das Dämpfungselement in Axialrichtung am Axiallager gehalten. Rückschlagkräfte werden daher unmittelbar im Bereich des Axiallagers vom Dämpfungselement aufgenommen.
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In bevorzugter Weiterbildung ist dabei der Rotor des Elektromotors im vorderen Stellteil über das Axiallager gelagert. Der Rotor erstreckt sich daher vom Motorteil in das Stellteil hinein und weist in diesem in das Stellteil hinein reichenden Bereich insbesondere einen umlaufenden Ringkragen auf, welcher über das Axiallager in Axialrichtung gelagert ist. In bevorzugter Ausgestaltung ist hierbei das Dämpfungselement nur einseitig, und zwar in Richtung zum hinteren Motorteil, angeordnet.
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In bevorzugter Weiterbildung ist dabei das Dämpfungselement in einer Trennebene zwischen einem Stellgehäuse und einem Motorgehäuse angeordnet. Das Stellteil und das Motorteil bilden vorzugsweise zwei getrennte, in sich abgeschlossene Baugruppen, welche lediglich noch ineinandergesteckt werden müssen. Durch die Anordnung des Dämpfungselements in der Trennebene ist zum Einen die Montage des Dämpfungselements vereinfacht. Zudem lässt sich hierdurch auch in einfacher Weise durch geeignete Maßnahmen eine Vorspannung des Dämpfungselements vor der Endmontage einstellen, um die Dämpfung somit auf die zu erwartenden Belastungen einzujustieren.
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Das Stellteil bildet daher in vorteilhafter Weise insgesamt mit dem Dämpfungselement eine vormontierte Baugruppe, wodurch insgesamt die Montage und auch die Einstellung der Dämpfung einfach gehalten ist.
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Das Dämpfungselement ist dabei zweckdienlicherweise in einer beispielsweise ringförmig umlaufenden und insbesondere nach Art einer Rinne oder eines Käfigs ausgebildeten Halterung eingelegt. Das Dämpfungselement selbst ist ebenfalls vorzugsweise ringförmig, beispielsweise als O-Ring ausgebildet. Durch diese Maßnahme liegt daher das Dämpfungselement definiert und an der gewünschten Position gehalten in der Halterung ein. Die Halterung ist dabei zweckdienlicherweise gegenüberliegend zum Axiallager angeordnet. Durch die als separates Bauteil ausgebildete Halterung wird der besondere Vorteil erzielt, dass über die Halterung das Dämpfungselement komprimiert werden kann, indem es beispielsweise gegen das Axiallager gepresst wird. Hierdurch besteht die einfache Möglichkeit der Einstellbarkeit der Vorspannung des Dämpfungselements.
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Die Halterung umfasst dabei neben einem Radialschenkel zumindest einen Axialschenkel, so dass die Halterung im Querschnitt betrachtet L-förmig und/oder zumindest U-förmig ausgebildet ist. Bevorzugt ist zum Einen ein erster, insbesondere innerer Axialschenkel ausgebildet, der sich in Axialrichtung an den Radialschenkel anschließt. Der innere Axialschenkel weist dabei eine axiale Länge auf, die geringer als die Ausbreitung des Dämpfungselements in Axialrichtung ist, so dass das Dämpfungselement in Axialrichtung über den inneren Axialschenkel übersteht. Dadurch ist ein maximaler Dämpfungsweg definiert, über den das Axiallager in Axialrichtung versetzt werden kann. Der Dämpfungsweg ist durch den inneren Axialschenkel in Richtung zum Motorteil hin begrenzt, der innere Axialschenkel definiert daher einen Anschlag. Zweckdienlicherweise schließt sich an den inneren Axialschenkel zur Vergrößerung der Anschlagsfläche ein sich in radialer Richtung erstreckender Ringanschlag an.
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Weiterhin umfasst die Halterung einen äußeren Axialschenkel, der über das Dämpfungselement übersteht und zumindest ein Teil des Axiallagers, insbesondere einen Lagerdeckel, aufnimmt.
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Zur Einstellung der Vorspannung des Dämpfungselements ist die Halterung zweckdienlicherweise über Schrauben gegen das Axiallager und damit auch gegen das Stellgehäuse verspannbar. Dadurch wird in einfacher Weise eine definierte Erzeugung einer Vorspannung erreicht.
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Der Elektroantrieb wird vorzugsweise bei einem Blindniet-Setzgerät insbesondere in einem vollautomatisierten Prozess eingesetzt. Das linear versetzbare Stellelement, insbesondere eine Spindel, ist dabei mit einem Werkzeugkopf, dem so genannten Zugkopf verbunden, über den beim jeweiligen Blindniet-Setzvorgang ein jeweiliger Nietdorn eines Blindniets reversibel gegriffen wird. Für eine zusätzliche Schlagentkopplung weist der Zugkopf nunmehr zwei sich in Axialrichtung einander anschließende Bauteile, insbesondere Klemmbacken sowie eine Druckhülse auf, die elastisch miteinander verbunden sind. Über diese zusätzliche elastische Verbindung, vorzugsweise ebenfalls über ein elastisches Halteelement, wie beispielsweise ein O-Ring, erfolgt an einer zweiten Position eine zusätzliche Dämpfung der Rückschlagkräfte.
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Im Hinblick auf eine zuverlässige Kontrolle des Setzvorgangs ist eine Überwachung des Kraftverlaufs über den Setzweg des Blindniets vorgesehen. Über diesen wird ein Kraft-Weg-Diagramm aufgenommen. Um eine zuverlässige Kraftmessung zu ermöglichen, ist in zweckdienlicher Ausgestaltung ein Kraftsensor, insbesondere ein Dehnmessstreifen zur Erfassung der in Axialrichtung wirkenden Zugkraft angeordnet, und zwar unmittelbar an dem Gehäuse des Elektroantriebs. Insbesondere ist der zumindest eine Dehnmessstreifen dabei an dem Stellgehäuse angeordnet. Dadurch wird der besondere Vorteil erzielt, dass am vorderen Zugkopf selbst keine Kraftaufnehmer etc. angeordnet sind, deren Signale übertragen werden müssten. Die Integration des Dehnmessstreifens am Gehäuse des Elektroantriebs bietet den Vorteil, dass eine vereinfachte elektrische Einbindung in das System ermöglicht ist, da der Elektroantrieb sowieso über elektrische Versorgungskabel an einer Steuereinheit angeschlossen werden muss. Zudem ist die Anordnung am Stellgehäuse im Hinblick auf die Kraftaufnahme auch besonders vorteilhaft, da die Zugkräfte insbesondere von dem Stellgehäuse aufgenommen werden, die zu einer Stauchung des Stellgehäuses führen.
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Zweckdienlicherweise sind dabei um den Umfang des Gehäuses verteilt zumindest zwei Dehnmessstreifen und zwar symmetrisch, also insbesondere um 180° zueinander versetzt angeordnet. Diese Dehnmessstreifen sind dabei elektrisch in besonders bevorzugter Ausgestaltung nach Art einer Brückenschaltung miteinander verschaltet, um möglichst genaue Messwerte zu erhalten. Um im Betrieb aussagekräftige Messergebnisse zu erhalten, erfolgt vorzugsweise zuvor eine Kalibrierung der Dehnmessstreifen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung des Elektroantriebs,
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2 eine perspektivische Darstellung einer Stellbaugruppe,
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3 einen Längsschnitt durch den Elektroantrieb,
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4 eine vergrößerte Detaildarstellung des mit einem Kreis in 3 gekennzeichneten Bereichs,
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5 eine teilweise Schnittdarstellung der in 2 dargestellten Stellbaugruppe,
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6A eine Schnittansicht durch einen Zugkopf sowie
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6B eine Detaildarstellung des mit einem Kreis gekennzeichneten Bereichs in 6A.
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In den Figuren sind gleich wirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der in 1 dargestellte Elektroantrieb 2 erstreckt sich in Axialrichtung 4 und weist als Baugruppen ein vorderes Stellteil 6 mit einem Stellgehäuse 8 und ein hinteres Motorteil 10 mit einem Motorgehäuse 12 auf. Das Motorgehäuse 12 ist rückseitig durch eine Stirnplatte 14 abgeschlossen, die mehrere elektrische Anschlussstecker 16 trägt.
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An der Umfangsseite des Stellgehäuses 8 sind gegenüberliegend zueinander zwei Dehnmessstreifen 18 angeordnet, von denen lediglich einer zu erkennen ist. An dem zu erkennenden Dehnmessstreifen 18 ist zugleich ein weiterer Anschlussstecker 16 angeordnet, über den die Signale der Dehnmessstreifen 18 an eine zentrale Steuer- und Auswerteeinheit übermittelt werden.
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An der in Axialrichtung 4 vorderen Stirnseite tritt aus dem Stellgehäuse 8 ein linear versetzbares Stellelement 20 aus, über das eine lineare Stellbewegung auf einen Werkzeugkopf, insbesondere ein Zugkopf 22 ausgeübt wird, wie er in bevorzugter Ausführungsvariante in 6A dargestellt ist. Der Zugkopf 22 dient zum Greifen und Setzen eines Blindniets. Der Elektroantrieb 2 zusammen mit dem Zugkopf 2 bildet daher ein Bearbeitungswerkzeug, insbesondere Setzwerkzeug zum Setzen eines Blindniets.
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Die Anwendung des Elektroantriebs 2 ist jedoch nicht auf derartige Blindnietsetzvorgänge beschränkt. Der Elektroantrieb 2 wird alternativ beispielsweise für Stanzvorgänge eingesetzt. Über den Elektroantrieb 2 wird allgemein das Stellelement 20 mit hoher Stellkraft in oder entgegen der Axialrichtung 4 über einen definierten Stellweg versetzt. Das vordere Ende des Stellelements 20 definiert eine Kupplungsstelle zum Anschließen beispielsweise des Zugkopfes 22 oder eines anderen Werkzeugkopfes, beispielsweise ein Stanzstempel oder dergleichen, welcher in Axialrichtung 4 versetzt werden soll.
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Wie insbesondere aus 3 zu entnehmen ist, umfasst der Motorteil 10 einen Stator 24 mit hier nicht näher dargestellten elektrischen Wicklungen sowie einen drehbar gelagerten Rotor 26, welcher an seiner Umfangsseite im Ausführungsbeispiel mehrere sich in Axialrichtung 4 erstreckende Permanentmagneten 28 aufweist.
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Der Rotor 26 ist an seinem rückwärtigen Ende über ein Radiallager 30 in der Stirnplatte 14 gelagert. Der Rotor 26 erstreckt sich über das Motorteil 10 hinaus in das Stellteil 6, in dem der insgesamt als Hohlwelle ausgebildete Rotor 26 sich stufenartig erweitert und über ein Getriebe 32, insbesondere ein Planetengewindetrieb, mit dem als Spindel ausgebildeten Stellelement 20 verbunden ist. Das Stellelement 20 wird also im Bereich des Getriebes 32 vom Rotor 26 und vom Getriebe 32 koaxial umgriffen. Die Drehbewegung des Rotors 26 wird über das Getriebe 32 zu einer rein linearen Stellbewegung des Stellelements 20 umgewandelt.
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Das Stellgehäuse 8 verjüngt sich im Anschluss an das Getriebe 32. Im verjüngten Bereich ist eine Verdrehsicherung 34 für das Stellelement 20 ausgebildet. In diesem Bereich ist das Stellelement 20 nicht kreisförmig und vorzugsweise als Polygon, insbesondere als Vierkant ausgebildet und ist über eine korrespondierende Innenquerschnittsfläche des Stellgehäuses 8 verdrehgesichert. Am stirnseitigen Endbereich weist das Stellelement 20 eine Kuppelstelle, insbesondere in Form eines Außengewindes auf, mit dem es mit dem Zugkopf 22 verbunden wird.
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In der Stirnplatte 14 ist weiterhin ein Positionssensor 36 integriert, über den die Drehstellung des Rotors 26 ermittelt wird. Aus dieser wird über eine geeignete Auswertelogik die aktuelle Axialstellung des Stellelements 20 ermittelt.
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Der Rotor 26 weist im Bereich des Getriebes 32 einen umlaufenden Ringflansch 38 auf, der beidseitig über jeweils ein Axiallager 40 gelagert ist.
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Zur Schlagentkopplung des Stellelements 20 von den restlichen Komponenten des Elektroantriebs 2 ist ein Dämpfungselement 42 angeordnet, wie es nachfolgend insbesondere anhand 4 erläutert wird. Das Dämpfungselement 42 schließt sich im Ausführungsbeispiel an das in Richtung zum Motorteil 10 orientierte Axiallager 40 an und ist bevorzugt als O-Ring ausgebildet. Und zwar liegt das Dämpfungselement 42 hierbei an einem Lagerdeckel 44 des Axiallagers 40 an.
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Das Dämpfungselement 42 ist weiterhin in einer ringförmigen, nach Art einer Rinne oder eines Käfigs ausgebildeten Halterung 46 gehalten, wobei das Dämpfungselement 42 zwischen einem rückseitigen Radialsteg 48 und dem Lagerdeckel 44 eingeklemmt ist.
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Die Halterung 46 weist ausgehend vom Radialsteg 48 einen inneren Axialschenkel 50 auf, welcher sich in Axialrichtung 4 in Richtung zum Lagerdeckel 44 erstreckt, jedoch beabstandet von diesem endet. Das Dämpfungselement 42 steht in Axialrichtung 4 über diesen inneren Axialschenkel 50 über. Der dadurch gebildete Spalt zwischen innerem Axialschenkel 50 und Lagerdeckel 44 definiert einen ersten maximalen Dämpfungsweg d1, über den das Stellelement 20 und mit ihm der Rotor 26 maximal in Axialrichtung 4 versetzbar ist.
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An den inneren Axialschenkel 50 schließt sich ein in radialer Richtung erstreckender Ringanschlag 52 an, welcher zur Begrenzung des ersten Dämpfungswegs d1 dient.
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Die Halterung 46 umfasst weiterhin einen äußeren Axialschenkel 54, welcher in Axialrichtung über das Dämpfungselement 42 übersteht und welcher zudem auch im Ausführungsbeispiel den Lagerdeckel 44 einfasst.
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Die Halterung 46 ist insgesamt ringförmig ausgebildet und weist in einem äußeren Umfangsbereich eine Vielzahl von Schraubgewinden 56 auf, in die Schrauben 58 eingeschraubt sind, so dass das Stellteil 6 zusammen mit dem Dämpfungselement 42 und der Halterung 46 eine vormontierte Baugruppe bildet. Teil dieser Baugruppe sind daher neben dem Stellelement 20 auch der Rotor 26 und das Getriebe 32 sowie die auf dem Rotor 26 angebrachten Permanentmagneten 28. Diese Baueinheit ist in den 2 und 5 dargestellt.
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Die beiden Baugruppen brauchen lediglich noch ineinander gesteckt zu werden. Wie insbesondere auch aus 4 hervorgeht, erfolgt über einen Dichtring 60 eine Abdichtung zwischen den beiden Gehäuseteilen 8, 12.
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Über die Schrauben 58 wird die Halterung 46 gegen das Axiallager 14 verspannt, wodurch eine Vorspannung des Dämpfungselements 42 in einfacher Weise variierbar ist. Dies kann während des Betriebs beispielsweise bei Einstellarbeiten in einfacher Weise vorgenommen werden.
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Aufgrund der Anordnung der Halterung 46 am Stellgehäuse 8 befestigt und in einer Trennebene zwischen den beiden Baugruppen, nämlich zwischen dem Stellteil 6 sowie dem Motorteil 10 lässt sich zudem das Dämpfungselement 42 in einfacher Weise austauschen, indem die Schrauben 58 gelöst und die Halterung 46 abgenommen und ein neues Dämpfungselement 42 eingesetzt wird. Hierdurch kann daher in einfacher Weise durch Wahl von unterschiedlichen Dämpfungselementen 42 eine auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmte Härte für das Dämpfungselement gewählt werden.
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Bei einem Blindniet-Setzvorgang übt das Stellelement 20 auf den Zugkopf 22 eine Zugkraft 62 aus, die beim Setzvorgang bis zu einem Maximalwert ansteigt und dann bei einem Abreißen eines Nietdorns zu einer in entgegengesetzter Richtung wirkenden Rückschlagkraft 64 führt. Dieser stoßartige Rückschlag wird vom Stellelement 20 auf das Getriebe 32 und über dieses auf den Rotor 26 und schließlich auf das Dämpfungselement 42 übertragen, welches die eingeleitete Kraft abdämpft und aufnimmt. Durch den ersten Dämpfungsweg d1 werden daher die einwirkenden Kräfte auf die Schnittstellen zwischen den einzelnen Bauteilen lediglich gedämpft übertragen, so dass insgesamt eine elastische, nachgiebige mechanische Kopplung des Stellelements 20 mit den restlichen Komponenten des Elektroantriebs 2 erzielt ist. Diese werden daher mechanisch weniger belastet.
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Eine zusätzliche Verringerung der Belastung und Entkopplung von den Rückschlagkräften 64 wird durch den speziellen in den 6A, 6B dargestellten Zugkopf 22 erreicht. Dieser ist in der zeitgleich mit der vorliegenden Anmeldung der Anmelderin eingereichten Patentanmeldung mit dem Titel „Vorrichtung sowie Verfahren zum reversiblen Greifen eines bolzenförmigen Elements, insbesondere eines Nietdorns” ausführlich beschrieben. Auf den Offenbarungsgehalt dieser parallelen Patentanmeldung wird insofern Bezug genommen und hiermit mit aufgenommen.
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Wie aus 6A hervorgeht, umfasst der Zugkopf 22 eine Mundstückhülse 66, welche ortsfest mit dem Stellgehäuse 8 in der montierten Endstellung verbunden ist. In der Mundstückhülse 66 ist gleitverschieblich eine Klemmbackenhülse 68 geführt, die im montierten Zustand mit dem Stellelement 20 beispielsweise über eine Schraubverbindung verbunden ist. Innerhalb der Klemmbackenhülse 68 wiederum sind Klemmbacken 70 sowie daran anschließend eine Federkraft-gelagerte Druckhülse 72, eine Kappe 74 sowie eine Steuerhülse 76 angeordnet. Die Klemmbacken 70 sind über ein elastisches, als O-Ring 78 ausgebildetes Haltelement miteinander verbunden.
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Die Klemmbackenhülse 68 läuft an ihrer Vorderseite innen in an sich bekannter Weise konisch zu. Die Klemmbacken 70, im Ausführungsbeispiel insgesamt drei, die sich segmentartig zu einem Ringelement ergänzen, sind korrespondierend hierzu keil- oder konusförmig ausgebildet. Die Klemmbacken 70 definieren zwischen sich einen Aufnahmeraum 80, in den ein Nietdorn eines Blindniets aufgenommen und von den Klemmbacken 70 gegriffen wird. Beim Zurückziehen der Klemmbackenhülse 68 werden die Klemmbacken 70 in an sich bekannter Weise aufgrund der konischen Ausgestaltung in radialer Richtung versetzt und klemmen somit den Nietdorn ein und übertragen dadurch zuverlässig die vom Stellelement 20 ausgeübte Zugkraft auf den Nietdorn.
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In den 6A und 6B ist jeweils eine Offenstellung oder Grundstellung der Klemmbackenhülse 68 dargestellt, in der die Klemmbacken 70 beabstandet von der Klemmbackenhülse 68 sind. In dieser Offenstellung lassen sich die Klemmbacken 70 selbst wiederum mit Hilfe der Steuerhülse 76 zwischen einer in den 6A, 6B dargestellten Freigabeposition und einer Fixierposition gesteuert versetzen. In der in den 6A, 6B dargestellten Stellung weitet die Steuerhülse 76 sowie ein Zapfen 82 die Klemmbacken 70 radial auseinander. In der Fixierposition ist die Steuerhülse 76 ein Teilstück zurückgefahren. Durch den O-Ring 78 werden die Klemmbacken 70 an ihrem hinteren Ende zusammengedrückt, so dass insgesamt der Aufnahmeraum 80 trichterförmig ausgebildet ist. In dieser Stellung wird der Nietdorn in den Aufnahmeraum 80 eingesteckt und gleichzeitig mit einer gewissen Klemmkraft fixiert. Die Steuerung, also das axiale Versetzen der Steuerhülse 76 erfolgt ebenfalls über das Stellelement 20 bei einer Hubbewegung in Richtung zu den Klemmbacken 70. Das Stellelement 20 drückt von oben auf die Steuerhülse 76. Durch zwei geregelt einstellbare definierte Hubpositionen H lässt sich daher in der Offenstellung zwischen der Fixierposition und der Freigabeposition durch entsprechende Steuerung der Steuerhülse 76 wechseln.
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Wie aus den 6A, 6B zu entnehmen ist, sind die Klemmbacken 70 mit der Druckhülse 72 über den O-Ring 78 gekoppelt. Aufgrund seiner elastischen Eigenschaften wirkt daher der O-Ring 78 ebenfalls als ein zusätzliches Dämpfungselement. Rückschlagkräfte beim Abreißen des Nietdorns werden zunächst auf die Klemmbacken 70 übertragen und durch den O-Ring 78 abgedämpft. Entscheidend hierfür ist, dass durch den O-Ring 78 die Klemmbacken 70 in Axialrichtung um einen Spalt zu der Druckhülse 72 beabstandet ist. Dadurch ist ein zweiter Dämpfungsweg d2 definiert.
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Der Setzvorgang eines Blindniets erfolgt mit Hilfe einer Regelung, wobei hierfür auf die Daten des Positionssensors 36 sowie auf Daten der Dehnmessstreifen 18 zurückgegriffen wird. Aus den Daten des Positionssensors 36 wird die aktuelle Axialposition und aus den Daten der Dehnmessstreifen 18 die aktuelle Zugkraft ermittelt. Hieraus lässt sich eine Kraft-Weg-Relation ermitteln, anhand derer der Setzvorgang überwacht und kontrolliert sowie insgesamt gesteuert bzw. geregelt wird.
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Das Setzgerät bestehend aus Elektroantrieb 2 und Zugkopf 22 ist hierzu vorzugsweise an einer Roboterhand eines mehrachsigen Industrieroboters befestigt.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Elektroantrieb
- 4
- Axialrichtung
- 6
- Stellteil
- 8
- Stellgehäuse
- 10
- Motorteil
- 12
- Motorgehäuse
- 14
- Stirnplatte
- 16
- Anschlussstecker
- 18
- Dehnmessstreifen
- 20
- Stellelement
- 22
- Zugkopf
- 24
- Stator
- 26
- Rotor
- 28
- Permanentmagnet
- 30
- Radiallager
- 32
- Getriebe
- 34
- Verdrehsicherung
- 36
- Positionssensor
- 38
- Ringflansch
- 40
- Axiallager
- 42
- Dämpfungselement
- 44
- Lagerdeckel
- 46
- Halterung
- 48
- Radialsteg
- 50
- innerer Axialschenkel
- 52
- Ringanschlag
- 54
- äußerer Axialschenkel
- 56
- Schraubgewinde
- 58
- Schraube
- 60
- Dichtung
- 62
- Zugkraft
- 64
- Rückschlagkraft
- 66
- Mundstückhülse
- 68
- Klemmbackenhülse
- 70
- Klemmbacke
- 72
- Druckhülse
- 74
- Kappe
- 76
- Steuerhülse
- 78
- O-Ring
- 80
- Aufnahmeraum
- 82
- Zapfen
- d1
- Dämpfungsweg
- d2
- zweiter Dämpfungsweg
- H
- Hubposition
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0527414 A1 [0002]
- DE 1020070050422 A1 [0003]
- EP 0454890 B1 [0004]
