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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messvorrichtung sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer Setzkraft eines Nietsetzgerätes, vorzugsweise für blindgenietete Funktionselemente. Insbesondere handelt es sich dabei um ein Nietsetzgerät für Blindnietmuttern und -bolzen.
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Blindnietmuttern werden üblicherweise zur Einbettung von Gewinden in Hohlprofile oder dünne Bauteile verwendet. Zum Setzen der Blindnietmutter wird ein Blindnietmuttersetzgerät verwendet. Das Blindnietmuttersetzgerät umfasst einen Zugdorn mit einem Gewinde und ein den Zugdorn umgebendes Mundstück. Zum Setzen der Blindnietmutter wird die Blindnietmutter auf den Zugdorn aufgeschraubt und in das entsprechende Loch eingesetzt. Daraufhin wird der Zugdorn angehoben und bewegt sich dabei relativ zum Mundstück. Mittels des Mundstücks wird die Blindnietmutter niedergehalten. Durch das Anheben des Zugdorns verformt sich die Blindnietmutter und es bildet sich der Schließkopf der Mutter. Bei Nietsetzgeräten muss die Setzkraft, also die Kraft, mit der der Zugdorn bewegt wird, relativ exakt eingestellt werden, um die Blindnietmutter ausreichend zu verformen und gleichzeitig die angrenzenden Bauteile nicht zu beschädigen. Bei herkömmlichen Messvorrichtungen zum Bestimmen einer Setzkraft eines Nietsetzgerätes wird mit dem Zugdorn an einer Kraftmesseinheit gezogen. Die gemessenen Werte weichen dabei zum Teil erheblich von den tatsächlichen auf eine Blindnietmutter wirkenden Kräften ab.
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Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Messvorrichtung sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer Setzkraft eines Nietsetzgerätes, insbesondere für Blindnietmuttern und -bolzen, bereitzustellen, die bei einfacher Durchführung des Messvorgangs ein realistisches Ergebnis für die Setzkraft liefern.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Bei vorbekannten Messvorrichtungen war stets problematisch, dass das Nietsetzgerät beim Vermessen nicht die maximale Setzkraft erreicht, da der Zugdorn an der Kraftmesseinheit lediglich eine Zugkraft bewirkt, jedoch keinen Hub ausführt. Die mit herkömmlichen Vorrichtungen gemessenen Setzkräfte entsprechen daher nicht den Setzkräften, die tatsächlich auf eine blindgenietetes Funktionselement, wie z. B. eine Blindnietmutter, beim Verbau wirken. Bessere Ergebnisse werden erzielt mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung zum Bestimmen einer Setzkraft, umfassend ein Gehäuse zum Abstützen eines Mundstücks des Nietsetzgerätes und eine im Gehäuse angeordnete Kraftmesseinheit. Die Kraftmesseinheit weist eine Zugdornaufnahme auf. In dieser Zugdornaufnahme kann der Zugdorn des Nietsetzgerätes fest aufgenommen werden. Insbesondere weist die Zugdornaufnahme ein Gewinde auf, so dass der Zugdorn eingeschraubt werden kann. Des Weiteren ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, dass sich das Mundstück nicht direkt am Gehäuse abstützt, sondern zwischen dem Mundstück und dem Gehäuse eine Federeinheit angeordnet ist. Diese Federeinheit beaufschlagt das Mundstück bzw. das Gehäuse. So stützt sich die Federeinheit an einer Seite gegen das Mundstück und an der anderen Seite gegen das Gehäuse ab. Beim Ausführen der Messung wird der Zugdorn angehoben. Dadurch wird eine Zugkraft auf die Kraftmesseinheit ausgeübt. Gleichzeitig komprimiert das Mundstück die Federeinheit. Der Zugdorn führt also während der Messung relativ zum Mundstück einen Hub aus. Dadurch wird der Hub des Zugdorns simuliert. Durch die richtige Auswahl der Federkraft der Federeinheit entspricht die an der Kraftmesseinheit gemessene Zugkraft der tatsächlichen Setzkraft, wie sie auf eine Blindnietmutter oder einen Blindnietbolzen wirken würde. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung können setzkraftgesteuerte Nietsetzgeräte für blindgenietete Funktionselemente exakt eingestellt werden. Die Verwendung der Federeinheit simuliert dabei in der Messvorrichtung den Setzweg der Blindnietmutter oder des Blindnietbolzens. Insbesondere bei pneumatischen Blindnietmuttersetzgeräten empfiehlt sich die sehr genaue Messung der Setzkraft mit der erfindungsgemäßen Messvorrichtung zum Einstellen bzw. Justieren des Setzgerätes.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Federeinheit zumindest eine Tellerfeder umfasst. Insbesondere werden mehrere Tellerfedern übereinander angeordnet. Die Tellerfedern ermöglichen eine sehr große Federkraft auf geringem Raum und eignen sich deshalb besonders zur Simulation des Setzweges und somit zur Erzeugung eines Hubes des Zugdorns. Alternativ zu den Tellerfedern ist auch vorgesehen, andere Federelemente, z. B. Spiralfedern oder Federdruckstücke zu verwenden.
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Der Zugdorn erstreckt sich entlang einer Längsachse. Dementsprechend ist der Zugdorn entlang dieser Längsachse in die Zugdornaufnahme einführbar. Die Federeinheit ist vorzugsweise um diese Längsachse herum angeordnet. Die Längsachse verläuft somit beispielsweise durch die Tellerfeder oder die Spiralfeder.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass das Gehäuse ein erstes Loch aufweist. Der Zugdorn wird durch dieses erste Loch in die Zugdornaufnahme eingeführt.
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Vorteilhafterweise befindet sich die Kraftmesseinheit auf einer ersten Seite des ersten Loches und die Federeinheit befindet sich auf der anderen Seite des ersten Loches. Insbesondere befindet sich die Kraftmesseinheit in dem Gehäuse. Die Federeinheit ist auf dem Gehäuse angeordnet.
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Die Federeinheit ist bevorzugt in einen Aufsatz integriert. In diesem Aufsatz ist die Federeinheit linearbeweglich geführt. Der Aufsatz wird auf das Gehäuse aufgesetzt.
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In dem Aufsatz befindet sich bevorzugt ein zweites Loch, wobei das erste Loch im Gehäuse und das zweite Loch im Aufsatz miteinander fluchten, so dass durch die beiden Löcher der Zugdorn bis zur Zugdornaufnahme einführbar ist.
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Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Verfahren zum Bestimmen einer Setzkraft eines Nietsetzgerätes, vorzugsweise für Blindnietmuttern oder -bolzen, umfassend die folgenden Schritte: (i) Einsetzen, vorzugsweise Einschrauben, eines Zugdorns des Nietsetzgerätes in eine Zugdornaufnahme einer Kraftmesseinheit, (ii) Abstützen eines den Zugdorn umgebenden Mundstücks auf einem ortsfesten Gehäuse, wobei zwischen dem Mundstück und dem Gehäuse eine Federeinheit angeordnet ist, und (iii) Ausüben einer Zugkraft, zur Simulation der Setzkraft, auf die Kraftmesseinheit durch Einziehen des Zugdorns, wobei gleichzeitig die Federeinheit durch das Mundstück beaufschlagt wird.
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Die im Rahmen der erfindungsgemäßen Messvorrichtung vorgestellten Unteransprüche und vorteilhaften Ausgestaltungen finden entsprechend vorteilhafte Anwendung auf das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:
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1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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2 ein konstruktives Detail der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel; und
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3 mehrere Messreihen zum Vergleich der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel mit herkömmlichen Messvorrichtungen.
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Im Folgenden wird anhand der 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 1 zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
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Die Messvorrichtung 1 dient zum Vermessen eines Nietsetzgerätes 2, das als Blindnietmuttersetzgerät ausgebildet ist. Das Nietsetzgerät 2 ist nur in Ausschnitten gezeigt. Zu sehen sind in 2 ein Mundstück 3 und ein Zugdorn 4 des Nietsetzgerätes 2. Der Zugdorn 4 ist gegenüber dem Mundstück 3 entlang einer Längsachse 15 linearbeweglich.
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Die Messvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 5. Bestandteil des Gehäuses 5 ist eine Adapterplatte 6.
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In dem Gehäuse 5 ist eine Kraftmesseinheit 7 angeordnet. Die Kraftmesseinheit 7 weist eine Zugdornaufnahme 8 auf. In diese Zugdornaufnahme 8 ist der Zugdorn 4 des Nietsetzgerätes 2 einschraubbar. Hierzu ist ein Gewinde 9 vorgesehen.
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Auf dem Gehäuse 2, insbesondere auf der Adapterplatte 6, sitzt ein Aufsatz 10. In dem Aufsatz 10 ist eine Federeinheit 11 angeordnet. Die Federeinheit 11 setzt sich zusammen aus Tellerfedern 12, insbesondere wechselsinnig angeordneten Tellerfederpaketen. Die Tellerfedern 12 sind in dem Aufsatz 10 geführt.
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In der Adapterplatte 6 des Gehäuses 5 ist ein erstes Loch 13 vorgesehen. In dem Aufsatz 10 ist ein zweites Loch 14 vorgesehen. Durch die beiden Löcher 13, 14 kann entlang der Längsachse 15 der Zugdorn 4 bis in die Zugdornaufnahme 8 eingeführt werden.
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Zwischen dem Mundstück 3 und dem Gehäuse 5, insbesondere der Adapterplatte 6, ist die Federeinheit 11 angeordnet. Das Mundstück 3 ist also über die Federeinheit 11 am Gehäuse 5 abgestützt.
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Beim Messvorgang wird entsprechend den eingezeichneten Pfeilen der Zugdorn 4 nach oben bewegt und übt somit eine Zugkraft auf die Kraftmesseinheit 7 aus. Diese Zugkraft entspricht der Setzkraft, wie sie beim Setzen einer Blindnietmutter entstehen würde. Gleichzeitig bewegt sich das Mundstück 3 nach unten und komprimiert somit die Federeinheit 11. Durch Verwendung der Federeinheit 11 führt der Zugdorn 4 relativ zum Mundstück 3 eine Bewegung aus. Dadurch kann der Setzweg einer Blindnietmutter simuliert werden.
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2 zeigt die konstruktive Ausführung der Adapterplatte 6 mit dem Aufsatz 10 und der Federeinheit 11. Hieran ist gut zu sehen, dass die Tellerfedern 12 innerhalb des Aufsatzes 10 geführt sind und die beiden Löcher 13, 14 entlang der Längsachse 15 fluchten.
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3 zeigt mehrere Messreihen 16–49. Die X-Achse zeigt die Anzahl der durchgeführten Messungen. Die Y-Achse zeigt die gemessene Setzkraft in kN. Die erste Messreihe 16 und die zweite Messreihe 17 wurden mit dem gleichen Nietsetzgerät 2 durchgeführt. Bei der ersten Messreihe 16 wurde die erfindungsgemäße Messvorrichtung 1 mit den Tellerfedern 12 verwendet. Bei der zweiten Messreihe 17 wurde eine Messvorrichtung ohne Federeinheit verwendet.
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Die dritte Messreihe 18 und die vierte Messreihe 19 wurden ebenfalls mit dem gleichen Nietsetzgerät 2 durchgeführt. Bei der dritten Messreihe 18 wurde die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit den Tellerfedern 12 verwendet. Bei der vierten Messreihe 19 wurde eine herkömmliche Messvorrichtung ohne Federeinheit verwendet.
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3 zeigt, dass bei der ersten Messreihe 16 und bei der dritten Messreihe 18 höhere Setzkräfte ermittelt wurden. Diese Setzkräfte entsprechen den realistischen Setzkräften, wie sie beim Setzen einer Blindnietmutter auftreten würden. Dies wird durch Verwendung der Federeinheit 11 in der Messvorrichtung 1 erzielt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Messvorrichtung
- 2
- Nietsetzgerät
- 3
- Mundstück
- 4
- Zugdorn
- 5
- Gehäuse
- 6
- Adapterplatte
- 7
- Kraftmesseinheit
- 8
- Zugdornaufnahme
- 9
- Gewinde
- 10
- Aufsatz
- 11
- Federeinheit
- 12
- Tellerfedern
- 13
- Erstes Loch
- 14
- Zweites Loch
- 15
- Längsachse
- 16 bis 19
- Messreihen
