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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Eintreiben eines Fügeelements in wenigstens ein Bauteil gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Setzgerät zum Eintreiben eines Fügeelements in wenigstens ein Bauelements.
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Ein solches Setzgerät und ein solches Verfahren zum Eintreiben eines Fügeelements in wenigstens ein Bauteil ist bereits der
DE 10 2009 050 200 B3 als bekannt zu entnehmen. Das Fügeelement wird beispielsweise auch als Bolzen oder Tack bezeichnet, sodass das Setzgerät auch als Bolzensetzgerät bezeichnet wird. Das Fügeelement wird genutzt, um das wenigstens eine Bauteil mit wenigstens einem zweiten Bauteil zu verbinden. Hierzu überlappen sich die Bauteile in jeweiligen Überlappungsbereichen, wobei das Fügeelement mittels des Setzgeräts in den Überlappungsbereichen in die Bauteile eingetrieben wird. Dabei wird das Fügeelement beispielsweise mittels des Setzgeräts durch die Überlappungsbereiche beziehungsweise durch die Bauteile in den Überlappungsbereichen hindurchgetrieben. Mittels des Fügeelements werden die Bauteile beispielsweise formschlüssig miteinander verbunden.
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Das Setzgerät weist dabei ein Kopfstück auf, dessen erste Stirnfläche auf eine beim Eintreiben des Fügeelements dem Setzgerät, insbesondere der ersten Stirnfläche, zugewandte Oberfläche des Bauteils aufsetzbar ist, um dadurch das Setzgerät beim Eintreiben des Fügeelements an dem Bauteil abzustützen. Beispielsweise wird das Kopfstück als Niederhalter genutzt, um beispielsweise das wenigstens eine Bauteil beim Eintreiben niederzuhalten, insbesondere vorzuspannen.
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Das Setzgerät weist ferner einen Stempel auf, welcher auch als Eintreibkolben oder Treiberkolben bezeichnet wird. Mittels des Stempels wird das Fügeelement in das wenigstens eine Bauteil eingetrieben, indem das Fügeelement mittels des Stempels angetrieben wird. Dabei ist der Stempel zum Eintreiben des Fügeelements relativ zu dem Kopfstück in eine Fügerichtung translatorisch bewegbar. Ferner weist der Stempel wenigstens eine zweite Stirnfläche auf, an welcher das Fügeelement beim Eintreiben abstützbar ist beziehungsweise abgestützt wird.
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Die zweite Stirnfläche ist – beispielsweise durch Bewegen des Stempels entlang der Fügerichtung – in Stützanlage mit dem Fügeelement bringbar. Wird dann der Stempel weiter in die Fügerichtung translatorisch bewegt, so wird dadurch das Fügeelement mittels des Stempels über die zweite Stirnfläche angetrieben und somit ebenfalls translatorisch bewegt, insbesondere relativ zu dem Kopfstück. Durch dieses translatorische Bewegen des Fügeelements wird das Fügeelement mittels des Stempels in das wenigstens eine Bauteil eingetrieben.
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Darüber hinaus umfasst das Setzgerät wenigstens ein Pufferelement zum Abpuffern, das heißt beispielsweise zum Abbremsen beziehungsweise Abfedern des Stempels. Zum Eintreiben des Fügeelements wird der Stempel beispielsweise zunächst eine erste Strecke relativ zu dem Kopfstück translatorisch in die Fügerichtung bewegt, wobei der Stempel bei seiner Bewegung entlang der ersten Strecke nicht in Stützanlage mit dem Pufferelement kommt und somit nicht mittels des Pufferelements abgepuffert wird. Nach Zurücklegen der ersten Strecke kann der Stempel beispielsweise in Zusammenwirken, insbesondere in Stützanlage, mit dem Pufferelement kommen, sodass dann der Stempel mittels des Pufferelements abgepuffert wird. Insbesondere wird dadurch beispielsweise der Stempel entlang einer sich an die erste Strecke anschließenden, zweiten Strecke, über welche sich der Stempel in die Fügerichtung relativ zum Kopfstück bewegt, mittels des Pufferelements abgepuffert, sodass somit der Stempel beziehungsweise dessen Bewegung entlang der sich an die erste Strecke anschließenden zweiten Strecke mittels des Pufferelements abgepuffert wird. Im Rahmen des Verfahrens wird somit mittels des Setzgeräts ein Fügeprozess durchgeführt, in dem der Stempel in entlang der Fügerichtung translatorisch bewegt wird, um dadurch das Fügeelement mittels des Stempels in das Bauteil einzutreiben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Setzgerät und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders vorteilhafter Fügevorgang realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Setzgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass sich ein besonders vorteilhafter Fügevorgang realisieren lässt, ist erfindungsgemäß eine Energieentnahme aus dem Fügeprozess automatisiert variabel eingestellt wird. Insbesondere ist es möglich, die Energieentnahme stufenlos einzustellen, sodass ein besonders vorteilhafter Fügevorgang beziehungsweise Fügeprozess realisiert werden kann.
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Das Setzgerät weist beispielsweise ein Kopfstück auf, dessen erste Stirnfläche auf eine beim Eintreiben des Fügeelements dem Setzgerät zugewandte Oberfläche des Bauteils aufgesetzt wird, um das Setzgerät beim Eintreiben an dem Bauteil abzustützen. Dabei weist der Stempel eine zweite Stirnfläche auf, an welcher das Fügeelement beim Eintreiben abgestützt wird. Ferner ist beispielsweise eine Stelleinrichtung vorgesehen, mittels welcher ein entlang der Fügerichtung verlaufender Abstand zwischen den Stirnflächen (automatisiert eingestellt wird, um dadurch die Energieentnahme aus dem Fügeprozess automatisiert variable einzustellen. Hierzu umfasst die Stelleinrichtung beispielsweise einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, mittels welchem beispielsweise das Kopfstück entlang der Fügerichtung relativ zu dem Stempel bewegbar ist, um dadurch den Abstand zwischen den Stirnflächen zu variieren, das heißt automatisiert und insbesondere stufenlos einzustellen. Durch diese variable Einstellbarkeit des Abstands kann eine Energieentnahme aus dem Vorgang des Eintreibens beeinflusst werden, sodass das Fügeelement besonders vorteilhaft in das wenigstens eine Bauteil eingetrieben werden kann.
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Im Rahmen des Eintreibens des Fügeelements wird das Fügeelement beispielsweise in das wenigstens eine Bauteil sowie in wenigstens ein zweites Bauteil eingetrieben, um dadurch die sich beispielsweise zumindest teilweise gegenseitig überlappenden Bauteile mittels des Fügeelements miteinander zu verbinden, das heißt miteinander zu fügen. Das Fügeelement und das Setzgerät werden somit zur Realisierung des Fügeprozesses genutzt, welcher auch als Fügevorgang bezeichnet wird. Im Rahmen des Fügevorgangs wird das Fügeelement in die Bauteile eingetrieben, um die Bauteile miteinander zu verbinden. Der Abstand zwischen den Stirnflächen ist ein Maß, welches variabel einstellbar ist. Der Abstand ist dabei ein Fügekanal beziehungsweise eine Eintreibvorrichtung, der beziehungsweise die in seiner beziehungsweise ihrer Länge verstellbar ist, da der Abstand variabel einstellbar ist.
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Durch diesen variabel einstellbaren Abstand, das heißt durch den in seiner Länge verstellbaren Führungskanal beziehungsweise durch die in ihrer Länge verstellbare Eintreibvorrichtung kann die Energieentnahme aus dem Fügeprozess gezielt und bedarfsgerecht beeinflusst werden, sodass das Fügeelement beispielsweise auch dann besonders gut in die Bauteile eingetrieben werden kann, wenn die Bauteile eine Werkstoff- und/oder Dickenkombination aufweisen, die mit einer herkömmlichen Anlagentechnik bislang nicht fügbar ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein Pufferelement vorgesehen ist, mittels welchem der Stempel abgepuffert wird, wobei das Pufferelement hinsichtlich des Abpufferns des Stempels variabel eingestellt wird, um dadurch die Energieentnahme aus dem Fügeprozess automatisiert variable einzustellen.
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Beispielsweise überlappen sich die Bauteile in jeweiligen Überlappungsbereichen gegenseitig, wobei das Fügeelement mittels des Setzgeräts in den Überlappungsbereichen in die Bauteile eingetrieben wird. Dabei wird das Fügeelement an einer Fügestelle in die Bauteile eingetrieben, wobei diese Fügestelle in den Überlappungsbereichen angeordnet ist. Mittels des erfindungsgemäßen Setzgeräts ist dabei das Fügeelement auch dann an der Fügestelle in die Bauteile eintreibbar, wenn die Fügestelle beziehungsweise die Bauteile eine nur geringe Nachgiebigkeit aufweisen. Bei Fügestellen mit geringer Nachgiebigkeit kann die Beanspruchung des Setzgeräts gering gehalten werden, sodass auch der Verschleiß des Pufferelements und die Wechselhäufigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Setzgeräten reduziert werden können. Ferner kann beispielsweise bei besonders nachgiebigen Fügestellen vermieden werden, dass der maximale Fügedruck aufgrund dessen, dass der Stempel übermäßig stark in das Pufferelement läuft, überschritten wird. Insgesamt kann somit mittels des erfindungsgemäßen Setzgeräts die Wahrscheinlichkeit, dass es zu einem unerwünschten Kopfüberstand oder zu einem unerwünschten Durchschlag des Fügeelements kommt, besonders gering gehalten werden, sodass das Fügeelement mittels des erfindungsgemäßen Setzgeräts prozesssicher und zeit- sowie kostengünstig in die Bauteile eingetrieben werden kann.
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Beispielsweise ist das Pufferelement hinsichtlich seiner Nachgiebigkeit, insbesondere hinsichtlich seiner Elastizität, zum Abpuffern des Stempelelements variabel. Alternativ oder zusätzlich ist das Pufferelement beispielsweise in seiner entlang der Fügerichtung verlaufenden Höhe, die das Pufferelement vor dem Abpuffern des Stempels aufweist, variabel. Durch das variable Pufferelement kann eine Kraft-Weg-Kurve beeinflusst werden, um dadurch die zuvor beschriebene Energieentnahme aus dem Fügeprozess gezielt und bedarfsgerecht beeinflussen zu können. Die variable Nachgiebigkeit des Pufferelements kann beispielsweise durch Zusammenpressen eines Elastomers des Pufferelements und/oder durch Druckerhöhung in einem pneumatischen und/oder hydraulischen Puffer des Pufferelements und/oder durch das in seiner Höhe variable Pufferelement realisiert werden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Stempel eine variable Masse aufweist, welche automatisiert variabel eingestellt wird, um dadurch die Energieentnahme aus dem Fügeprozess automatisiert variabel und insbesondere stufenlos einzustellen. Die Masse des Stempelelements wird auch als Eintreibmasse bezeichnet, da der Stempel ein Eintreibkolben beziehungsweise ein Treiberkolben ist, mittels welchem das Fügeelement angetrieben wird, um das Fügeelement in das wenigstens eine Bauteil einzutreiben. Durch die variable Eintreibmasse kann ferner alternativ oder zusätzlich die zuvor beschriebene Energieentnahme aus dem Fügeprozess gezielt beeinflusst werden, sodass sich ein besonders vorteilhafter Fügevorgang realisieren lässt.
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Zur Erfindung gehört auch ein Setzgerät, welches zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
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Insgesamt ist erkennbar, dass den erfindungsgemäßen Setzgeräten und dem erfindungsgemäßen Verfahren die gemeinsame Idee zugrundeliegt, die Energieentnahme aus dem Fügeprozess gezielt und bedarfsgerecht zu beeinflussen, insbesondere automatisiert variabel und vorzugsweise stufenlos einzustellen, um dadurch auch Bauteile mit unterschiedlichen Werkstoff- und/oder Dickenkombinationen prozesssicher sowie zeit- und kostengünstig fügen zu können. Diese Energieentnahme kann durch die beschriebene Variabilität des Pufferelements beeinflusst werden, da der Einfluss des Pufferelements je nach Fügestelle einstellbar ist. Ein hoher Einfluss des Pufferelements führt beispielsweise zu einem großen Prozessfenster, wobei ein demgegenüber geringerer Einfluss des Pufferelements zu einem geringen Verschleiß führt. Alternativ oder zusätzlich ist die automatisierte Einstellung beziehungsweise Verstellung des Abstands, möglich, sodass der Abstand fügestellenspezifisch beziehungsweise fügepunktspezifisch eingestellt, das heißt variiert werden kann. Da nun erfindungsgemäß der Abstand einstellbar ist, ist der Abstand ein zusätzlich zum Fügedruck und zum Zustelldruck, das heißt zur Niederhaltekraft, vorgesehener und variierbarer Prozessparameter, welcher beispielsweise in Abhängigkeit von der Fügestelle beziehungsweise in Abhängigkeit von der Werkstoff- und/oder Dickenkombination der zu verfügenden Bauteile bedarfsgerecht eingestellt werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine schematische Schnittansicht eines Setzgeräts gemäß einer ersten Ausführungsform zum Eintreiben eines Fügeelements in wenigstens ein Bauteil;
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2 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht des Setzgeräts gemäß 1;
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3 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht des Setzgeräts gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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4 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Setzgeräts gemäß einer dritten Ausführungsform;
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5 ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht des Setzgeräts gemäß der dritten Ausführungsform; und
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6 eine schematische Perspektivansicht des Fügeelements.
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In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Setzgerät zum Eintreiben eines Fügeelements 12 in wenigstens ein Bauteil 14. Vorliegend wird das Fügeelement 12 genutzt, um das Bauteil 14 mit einem zweiten Bauteil 16 zu fügen, das heißt zu verbinden. Hierzu wird das Fügeelement 12 mittels des Setzgeräts 10 im Rahmen eines Fügevorgangs in die Bauteile 14 und 16 eingetrieben. Hierzu überlappen sich die Bauteile 14 und 16 zumindest in jeweiligen Überlappungsbereichen 18, wobei das Fügeelement 12 an einer in den Überlappungsbereichen 18 angeordneten Fügestelle in die Bauteile 14 und 16 eingetrieben wird. Das Fügeelement 12 wird beispielsweise derart in die Bauteile 14 und 16 eingetrieben, dass das Fügeelement 12 nach dem Eintreiben zumindest das Bauteil 14 durchdringt und in das Bauteil 16 zumindest hineinragt. Insbesondere wird das Fügeelement 12 derart in die Bauteile 14 und 16 eingetrieben, dass das Fügeelement 12 nach dem Eintreiben die Bauteile 14 und 16 durchdringt. Beispielsweise werden die Bauteile 14 und 16 mittels des Fügeelements 12 formschlüssig miteinander verbunden.
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Das Fügeelement 12 ist beispielsweise ein Bolzen oder ein Tack und wird auch als Setzbolzen bezeichnet, sodass das Setzgerät 10 auch als Bolzensetzgerät und der Fügevorgang auch als Bolzensetzen bezeichnet wird. Das Fügeelement 12 ist besonders gut aus 6 erkennbar. Das Fügeelement 12 weist dabei einen Kopf 20 und einen mit dem Kopf 20 verbundenen und beispielsweise einstückig mit dem Kopf 20 ausgebildeten Schaft 22 auf, an dessen freien Ende 24 vorliegend eine Spitze S des Fügeelements 12 vorgesehen ist. Das Fügeelement 12 wird dabei mittels des Setzgeräts 10 mit der Spitze S voran in die Bauteile 14 und 16 eingetrieben.
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Das Setzgerät 10 weist ein besonders gut aus 2 erkennbares Kopfstück 26 auf, dessen erste Stirnfläche 28 auf eine beim Eintreiben des Fügeelements 12 dem Setzgerät 10, insbesondere der Stirnfläche 28, zugewandte Oberfläche 30 des beim Eintreiben des Fügeelements 12 dem Setzgerät 10 zugewandten und somit oberen Bauteils 14 aufsetzbar ist, um das Setzgerät 10 beim Eintreiben an dem Bauteil 14 abzustützen. Dies bedeutet, dass das Setzgerät 10 über die Stirnfläche 28 in Stützanlage mit der Oberfläche 30 bewegt wird, sodass die Stirnfläche 28 die Oberfläche 30 beim Eintreiben des Fügeelements 12 berührt. Beispielsweise wird das Kopfstück 26 als Niederhalter genutzt, um das Bauteil 14 sowie gegebenenfalls das Bauteil 16 beim Eintreiben des Fügeelements 12 niederzuhalten.
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Das Setzgerät 10 weist ferner einen Stempel 32 auf, mittels welchem das Fügeelement 12 in die Bauteile 14 und 16 eintreibbar ist beziehungsweise eingetrieben wird. Der Stempel 32 wird auch als Treiberkolben oder Eintreibkolben bezeichnet und ist zum Eintreiben des Fügeelements 12 in eine in 1 und 2 durch einen Pfeil 34 veranschaulichte Fügerichtung relativ zu dem Kopfstück 26 und relativ zu einem Gehäuse 36 des Setzgeräts 10 translatorisch bewegbar. Dabei weist der Stempel 32 eine dem Fügeelement 12 beim Eintreiben zugewandte zweite Stirnfläche 38 auf, an welcher das Fügeelement 12 beim Eintreiben abstützbar ist beziehungsweise abgestützt wird.
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Beim Eintreiben des Fügeelements 12 ist das Fügeelement 12, insbesondere der Kopf 20, an der zweiten Stirnfläche 38 abgestützt. Wird somit der Stempel 32 in die Fügerichtung (Pfeil 34) relativ zum Kopfstück 26 und relativ zu den Bauteilen 14 und 16 bewegt, so wird dadurch das Fügeelement 12 mittels des Stempels 32 angetrieben und ebenfalls in die Fügerichtung relativ zu den Bauteilen 14 und 16 bewegt. Dadurch wird das Fügeelement 12 in die Bauteile 14 und 16 eingetrieben.
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Das Setzgerät 10 ist beispielsweise pneumatisch betätigbar. Dabei wird zum Antreiben des Stempels 32, das heißt zum Bewegen des Stempels 32 und somit des Fügeelements 12 in die Fügerichtung, ein Medium, insbesondere ein Gas wie beispielsweise Luft, in das Gehäuse 36 eingeleitet, sodass das Medium auf eine Betätigungsfläche 40 des Stempels 32 einen Druck ausübt, welcher auch als Fügedruck bezeichnet wird. Dieser Fügedruck ist in 1 durch Pfeile 42 veranschaulicht. Je nach Größe der Betätigungsfläche 40 und des Fügedrucks resultiert aus dem Fügedruck eine auf den Stempel 32 wirkende Kraft, mittels welcher der Stempel 32 und somit das Fügeelement 12 in die Fügerichtung bewegt werden. Diese Kraft wird auch als Fügekraft bezeichnet. Die Fügekraft hängt somit von der Größe der Betätigungsfläche 40 sowie von dem Fügedruck des Mediums ab.
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Besonders gut aus 2 ist erkennbar, dass das Kopfstück 26 einen Fügekanal 44 aufweist, in welchem der Stempel 32 zumindest teilweise angeordnet und relativ zu dem Kopfstück 26 translatorisch bewegbar ist. Dabei wird das Fügeelement 12 in dem Fügekanal 44 angeordnet und beispielsweise in Stützanlage mit der Stirnfläche 38 angeordnet, sodass im Rahmen des Eintreibens des Fügeelements 12 das Fügeelement 12 mittels des Stempels 32 zumindest teilweise aus dem Fügekanal 44 entlang der Fügerichtung herausbewegt wird.
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Aus 2 ist erkennbar, dass zwischen den Stirnflächen 28 und 38 ein entlang der Fügerichtung beziehungsweise parallel zur Fügerichtung verlaufender Abstand s2 existiert. Je größer beispielsweise der Abstand s2 ist, desto größer ist der Weg, den das zunächst im Fügekanal 44 angeordnete Fügeelement 12 mittels des Stempels 32 beim Eintreiben aus dem Fügekanal 44 entlang der Fügerichtung herausbewegt wird. Mit anderen Worten, je größer beispielsweise der Abstand s2 ist, desto tiefer kann das Fügeelement 12 in dem Fügekanal 44 angeordnet werden. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt: Je kleiner der Abstand s2 ist, desto näher wird der Stempel 32 beim Eintreiben des Fügeelements 12 an die Stirnfläche 28 und somit an die Oberfläche 30 bewegt.
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Das Setzgerät 10 weist ferner wenigstens ein Pufferelement 46 zum Abpuffern des Stempels 32 auf. Zum Eintreiben des Fügeelements 12 wird der Stempel 32 beispielsweise aus einer Ruhestellung, in welcher der Stempel 32 noch nicht mit dem Pufferelement 46 zusammenwirkt, entlang der Fügerichtung auf das Pufferelement 46 zu bewegt. Dabei bewegt sich der Stempel 32 beispielsweise entlang einer ersten Strecke, entlang welcher der Stempel 32 noch nicht mit dem Pufferelement 46 zusammenwirkt. Nach Zurücklegen der ersten Strecke kann der Stempel 32 in Zusammenwirken mit dem Pufferelement 46 kommen, indem der Stempel 32 beispielsweise in Stützanlage mit dem Pufferelement 46 kommt. Dann wird beispielsweise der Stempel 32, insbesondere dessen Bewegung, entlang der Fügerichtung mittels des Pufferelements 46 abgepuffert, das heißt abgefedert beziehungsweise abgedämpft, sodass beispielsweise der Stempel 32 beziehungsweise dessen Bewegung entlang der Fügerichtung über eine sich an die erste Strecke anschließende zweite Strecke mittels des Pufferelements 46 abgepuffert, das heißt abgefedert beziehungsweise abgedämpft, wird. Dadurch kann beispielsweise ein übermäßig hartes Anschlagen des Stempels 32 gegen das Gehäuse 36 vermieden werden.
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Das Pufferelement 46 ist beispielsweise aus einem elastisch verformbaren Werkstoff, insbesondere aus Gummi beziehungsweise einem Elastomer, gebildet, sodass das Pufferelement 46 elastisch verformt wird, wenn der Stempel 32, insbesondere nach Zurücklegen der ersten Strecke, in Zusammenwirken, insbesondere in Stützanlage, mit dem Pufferelement 46 kommt. Durch diese elastische Verformung des Pufferelements 46 wird beispielsweise Bewegungsenergie des Stempels 32 in Verformungsenergie des Pufferelements 46 umgewandelt, wodurch die Bewegung des Stempels 32 gefedert beziehungsweise gedämpft wird.
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Der Abstand s2 ist beispielsweise dadurch, insbesondere manuell, variierbar, das heißt einstellbar, dass in Fügerichtung zwischen dem Kopfstück 26 und dem Gehäuse 36 beziehungsweise der Betätigungsfläche 40 Unterlegscheiben 48 mit unterschiedlichen, parallel zur Fügerichtung verlaufenden Dicken angeordnet werden.
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Um nun jedoch einen besonders vorteilhaften und prozesssicheren Fügevorgang realisieren zu können, ist – wie beispielsweise aus 3 anhand einer zweiten Ausführungsform des Setzgeräts 10 erkennbar ist – eine Stelleinrichtung 50 vorgesehen, mittels welcher der Abstand s2 automatisiert einstellbar, das heißt variierbar beziehungsweise veränderbar ist. Die Stelleinrichtung 50 umfasst dabei beispielsweise einen als Elektromotor ausgebildeten Schrittmotor 52, mittels welchem eine als Gewindemutter ausgebildete Mutter 54 der Stelleinrichtung 50 um eine beispielsweise parallel zur Fügerichtung verlaufende Drehachse, insbesondere relativ zu dem Gehäuse 36, drehbar ist.
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Die Stelleinrichtung 50 umfasst ferner eine Gewindespindel 56, welche ein erstes Gewinde in Form eines Außengewindes 58 aufweist. Dabei weist die Mutter 54 ein mit dem ersten Gewinde korrespondierendes zweites Gewinde in Form eines Innengewindes 60 auf, wobei das Innengewinde 60 mit dem Außengewinde 58 verschraubt ist. Ferner ist das Kopfstück 26 mit der Gewindespindel 56 verbunden. An dem Gehäuse 36 ist ein Führungsbolzen 62 festgelegt, welcher in einer korrespondierenden und vorliegend als Durchgangsöffnung ausgebildeten Aufnahme 64 der Gewindespindel 56 aufgenommen ist. Vorliegend durchdringt der Führungsbolzen 62 die Aufnahme 64. Mittels des Führungsbolzens 62 und der Aufnahme 64 ist die Gewindespindel 56 gegen eine Relativdrehung zu dem Gehäuse 36 gesichert. Wird somit die Mutter 54 mittels des Schrittmotors 52 gedreht, insbesondere relativ zur Gewindespindel 56, so wird die Drehung der Mutter 54 mittels des Innengewindes 60 und mittels des Außengewindes 58 in eine translatorische Bewegung der Gewindespindel 56 relativ zu dem Gehäuse 36 umgewandelt. Da das Kopfstück 26 mit der Gewindespindel 56 verbunden ist, ist das Kopfstück 26 mit der Gewindespindel 56 translatorisch relativ zu dem Gehäuse 36 mitbewegbar, sodass die Gewindespindel 56 und mit dieser das Kopfstück 26 durch Drehen der Mutter 54 relativ zur Gewindespindel 56 entlang der Fügerichtung beziehungsweise parallel zur Fügerichtung relativ zu dem Stempel 32 bewegt werden. Hierdurch kann der Abstand s2 bedarfsgerecht und insbesondere automatisiert und/oder stufenlos eingestellt werden. Zum Verbinden des Kopfstücks 26 mit der Gewindespindel 56 ist eine Schraube 66 vorgesehen, mittels welcher das Kopfstück 26 mit der Gewindespindel 56 verschraubt ist.
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4 und 5 zeigen eine dritte Ausführungsform des Setzgeräts 10. Bei der dritten Ausführungsform umfasst die Stelleinrichtung 50 den Schrittmotor 52, mittels welchem ein Ritzel 68 antreibbar ist. Das Ritzel 68 steht mit einem korrespondierenden Zahnrad 70 in Eingriff, welches drehfest mit dem Kopfstück 26 verbunden ist. In dem Kopfstück 26 ist eine Kugelgewindespindel 71 eines Kugelgewindetriebs 72 angeordnet. Der Kugelgewindetriebe 72 umfasst eine in das Kopfstück 26 integrierte Kugelgewindemutter, welche mit der Kugelgewindespindel 71 derart zusammenwirkt, dass die Kugelgewindemutter mit der Kugelgewindespindel 71 verschraubt ist. Die Kugelgewindespindel 71 ist beispielsweise an einer Platte 84 des Gehäuses 36 festgelegt, wobei die Platte 74 eine Adapterplatte zur Anbindung an ein Magazin des Setzgeräts 10 ist. Hierzu weist die Platte 74 eine Schrauböffnung 76 für eine Schraube auf, mittels welcher die Adapterplatte an das Magazin angebunden beziehungsweise an dem Magazin befestigt werden kann.
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Auf der Kugelgewindespindel 71 sind Führungsbuchsen 78 angeordnet, an denen das Kopfstück 26 beispielsweise relativ zur Kugelgewindespindel 71 abgleiten kann. Wird beispielsweise das Kopfstück 26 mittels des Zahnrads 70 relativ zur Kugelgewindespindel 71 gedreht, so wird diese Drehung mittels der Kugelgewindespindel 71 und mittels der integrierten Kugelgewindemutter in eine translatorische Bewegung des Kopfstücks 26 relativ zum Stempel 32 und insbesondere relativ zur Kugelgewindespindel 71 umgewandelt, sodass das Kopfstück 26 entlang der Führungsbuchsen 78 parallel zur Fügerichtung relativ zum Stempel 32 bewegt wird, um dadurch den Abstand s2 einzustellen.
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Durch diese Einstellbarkeit des Abstands s2 ist eine individuelle Parametrierung je Fügesituation realisierbar, sodass beispielsweise bei einer dünnen beziehungsweise weichen Fügestelle der Pufferanteil, das heißt die Wirkung des Pufferelements 46 hinsichtlich des Abpufferns des Stempels 32 erhöht werden kann. Bei dicken beziehungsweise labilen Fügestellen wird der Pufferanteil beispielsweise reduziert. Dadurch können beispielsweise Aufdickungen an Fügestellen, welche mit hoher Gewichtszunahme verbunden sind, entfallen.
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Eine zusätzliche oder alternative Maßnahme zur Realisierung eines besonders prozesssicheren und vorteilhaften Fügeprozesses ist beispielsweise, dass das Fügeelement 12 im Bereich seines freien Endes 24 und somit im Bereich seiner Spitze S eine andere Härte als in einem sich an die Spitze S anschließenden Längenbereich 80 aufweist. Mit anderen Worten weist der Längenbereich 80 eine erste Härte und ein sich in Längserstreckungsrichtung des Fügeelements 12 an den Längenbereich 80 anschließender, das freie Ende 24 um die Spitze S bildender zweiter Längenbereich 82 eine von der ersten Härte unterschiedliche, zweite Härte auf, welche vorzugsweise geringer als die erste Härte ist. Im Rahmen der Herstellung des Fügeelements 12 wird beispielsweise ein nachgelagerter Tempervorgang durchgeführt, welcher zur Reduktion der Härte des Fügeelements 12 im Bereich der Spitze S führt. Dadurch ist das Fügeelement 12 als partiell gehärtetes Fügeelement ausgebildet. Im Längenbereich 80 ist das Fügeelement 12 fest, insbesondere hochfest, wobei das Fügeelement 12 im Längenbereich 82 gegenüber dem Längenbereich 80 welch beziehungsweise weicher ist. Dadurch weist das Fügeelement 12 beispielsweise eine gute Eignung zum Fügen hoherfester Werkstoffe sowie eine geringe Anfälligkeit gegen wasserstoffinduzierten Sprödbruch auf. Ferner weist das Fügeelement 12 gute Eigenschaften unter zyklischer Beanspruchung auf.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009050200 B3 [0002]
