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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Werkzeug zur Verbindung von Strukturbauteilen mit Hilfe eines Verbindungsbolzens, und mit einem Verfahren zur Verbindung von Strukturbauteilen mit Hilfe eines Verbindungsbolzens.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Zur Verbindung von Strukturbauteilen sind verschiedene Verfahren bekannt, z.B. Verkleben, Verschweißen, Verschrauben und Vernieten. Für das Vernieten werden Verbindungselemente eingesetzt. Diese bestehen aus einem Verbindungsbolzen und einem Schließring Der Schließring wird auf den Verbindungsbolzen ausgequetscht, um schließlich damit die Verbindung zwischen den Strukturbauteilen herzustellen. Dieses Verfahren erfordert jedoch bei jedem zu verbindenden Verbindungsbolzen mehrere manuelle Schritte bei der Handhabung des Werkzeugs. Es hat sich gezeigt, dass dies bezogen auf den Produktionsablauf umständlich und zeitraubend sein kann, beispielsweise bei der Anfertigung von Flugzeugstrukturteilen, wie z.B Flugzeugrümpfe und -flügel.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein einfacheres Verbinden von Strukturbauteilen zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Beispiele sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die im folgenden beschriebenen Aspekte gelten auch für das Werkzeug zur Verbindung von Strukturbauteilen und für das Verfahren.
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Gemäß der Erfindung ist ein Werkzeug zur Verbindung von Strukturbauteilen mit Hilfe eines Verbindungsbolzens vorgesehen. Das Werkzeug weist eine Einzugseinrichtung, eine Führungseinrichtung und eine Quetscheinrichtung auf. Die Einzugseinrichtung ist zum Aufbringen einer Zugkraft auf einen zu setzenden Verbindungsbolzen ausgebildet. Die Führungseinrichtung ist zum temporären Abstützen des Werkzeugs an einem zu setzenden Verbindungsbolzen ausgebildet. Die Quetscheinrichtung ist zum Aufbringen einer Druckkraft auf einen Schließring ausgebildet, der auf einen zu setzenden Verbindungsbolzen aufzuquetschen ist. Die Einzugseinrichtung ist beweglich und kann i) in einer Freifahrposition angeordnet werden, in der zwischen der Einzugseinrichtung und einem Verbindungsbolzen ein Einbringraum vorgesehen ist, über den ein Schließring auf das Ende des Verbindungsbolzens aufgebracht werden kann. Die Einzugseinrichtung kann auch ii) in einer primären Greifposition angeordnet werden und mit einem Greifbereich auf ein Ende eines Verbindungsbolzens aufgeschoben werden, um den Verbindungsbolzen zu greifen und um einen abzutrennenden Teil des Verbindungsbolzens abzuziehen. Die Einzugseinrichtung ist in der Freifahrposition mit der Führungseinrichtung an den Verbindungsbolzen abstützbar. Die Führungseinrichtung weist wenigstens eine Stützvorrichtung auf, um zur Positionssicherung an dem Verbindungsbolzen anzuliegen. Außerdem ist die Quetscheinrichtung nach der Positionierung eines Schließrings auf den Schließring aufschiebbar, um eine den Schließring verformende Druckkraft auf den Schließring zu übertragen.
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Dadurch wird eine Vereinfachung des Verbindungsprozesses zur Verfügung gestellt, da das Positionieren des Werkzeugs vereinfacht ist durch das temporäre Abstützen
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Der abzutrennende Teil ist z.B. ein überstehendes Ende des Verbindungsbolzens, das auch als Abreißdorn bezeichnet wird. Der abzutrennende Teil kann anschließend z.B. entsorgt werden.
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Der Begriff „Freifahrposition“ bezieht sich auf eine Position mit sozusagen maximalem Abstand zum Werkstück und Verbindungsbolzen, bei gleichzeitigem Kontakt und Halt an dem zu verbindenden Bauteil. Der Begriff „primäre Greifposition“ bezieht sich auf eine greifstellungsnahe Position am abzuziehenden Verbindungsbolzen. Die primäre Greifposition ist vorgesehen zum Abziehen eines abzuziehenden Endes des Verbindungsbolzens. Die Freifahrposition kann auch als Freifahrstellung und die primäre Greifposition als weitere Greifstellung bezeichnet werden. Vom Ablauf her ist die Freifahrposition also zuerst vorgesehen, gefolgt von der primären Greifposition und anschließend einer Quetschposition.
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Der Verbindungsbolzen ist zum Verbinden von mindestens zwei Bauteilelementen vorgesehen. Der Verbindungsbolzen kann auch als „Lockbolt“ oder Nietbolzen bezeichnet werden.
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Der Schließring kann auch als Verschließring oder „Collar“ bezeichnet werden.
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Der Begriff „Strukturbauteile“ bezieht sich z.B. auf plattenförmige Bauteile, die beispielsweise aus in der Flugzeugindustrie üblichen Materialien hergestellt werden, wie z.B. metallische Legierungen oder Faserverbundwerkstoffen. Die Bauteile bilden z.B. nach dem Zusammenfügen strukturelle, also lastabtragende Bauteile einer Flugzeugstruktur.
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In einem anderen Beispiel ist es möglich, dass die Einzugseinrichtung erst angesetzt wird, um den Bolzen einzuziehen. Dabei ist die Einzugseinrichtung in einer sekundären Greifposition anordenbar und mit einem Greifbereich auf ein Ende eines Verbindungsbolzens aufschiebbar. Dabei kann das Endstück mit der Greifvorrichtung greifbar gemacht werden, um den Verbindungsbolzen in das zu verbindende Bauteil einzuziehen und das Endstück des Verbindungsbolzens wie oben beschrieben nach dem Quetschen abzuziehen. Nach dem Greifen des Verbindungsbolzens ist die Einzugseinrichtung in eine Einzugsposition anordenbar, in der der Verbindungsbolzen einziehbar ist. Während des Einziehens ist die Einzugseinrichtung in Relation zum Bolzen geführt bzw. gehalten. Durch ein weiteres, d.h. kontinuierliches Führen der Einzugseinrichtung ist es möglich, nicht nur die Zufuhr eines Schließring zu ermöglichen, sondern auch das Werkzeug weiter positioniert zu halten, so dass eine erneute Positionierung des Werkzeugs für das Quetschen und Abziehen nicht erforderlich ist.
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Gemäß einem Beispiel ist vorgesehen, dass die Einzugseinrichtung vor der Freifahrposition in einer sekundären Greifposition angeordnet werden kann und mit einem Greifbereich auf ein Ende eines Verbindungsbolzens aufgeschoben werden kann, um den Verbindungsbolzen zu greifen. Außerdem kann die Einzugseinrichtung in einer Einzugsposition angeordnet werden, in welcher der Verbindungsbolzen eingezogen werden. kann. Dabei bewegt sich Einzugseinrichtung von der Einzugsposition in die Freifahrposition. Während des Übergangs zur Freifahrposition an den Verbindungsbolzen stützt sich die Einzugsvorrichtung an dem Bauteil ab.
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Der Begriff „sekundäre Greifposition“ bezieht sich auf eine Stellung nah am zu ziehenden Bolzen.
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Der Begriff „Einzugsposition“ bezieht sich auf eine in Zugrichtung wieder weg gezogene Position. Das Aufbringen der Zugkraft mit der Einzugseinrichtung erfolgt zum Einziehen des Verbindungsbolzens.
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Die sekundäre Greifposition ist folglich näher am Werkstück als die Freifahrposition.
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Vom Ablauf her ist die sekundäre Greifposition also zuerst vorgesehen, gefolgt von der Einzugsposition, und dann der Freifahrposition, gefolgt von der primären Greifposition und der Quetschposition.
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In einem Beispiel weist das Werkzeug einen pneudraulischen, elektrischen oder elektrisch gesteuerten hydraulischen Antrieb auf.
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Gemäß einem Beispiel weist die Stützvorrichtung wenigstens zwei Spannhebel auf, die sich beim Bewegen der Einzugseinrichtung in die primäre Greifposition an dem Verbindungsbolzen und am Bauteil anlegen, um die Einzugseinrichtung zum Bauteil zu zentrieren, und eine Führungsvorrichtung, um den Abstand von der Einzugseinrichtung zum Bauteil sicherzustellen.
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In einem weiteren Beispiel ist es möglich, den korrekten Abstand über ein Haken an der Stützvorrichtung und einem entsprechenden Anschlagpunkt an der Einzugseinrichtung sicherzustellen.
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Gemäß einem Beispiel wird der Schließring über eine Zuführeinrichtung an den zu setzenden Verbindungsbolzen zugeführt.
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Gemäß einem Beispiel ist in der Freifahrposition eine Ablage vorgesehen, auf welcher der Schließring abgelegt werden kann, um in der abgelegten Position vor dem freien Bolzenende angeordnet zu sein. In einem Beispiel ist die Ablage an den Spannhebeln vorgesehen, um mit den Spannhebeln wegklappbar zu sein. In einer weiteren Ausführungsform kann die Ablage als eine Feder ausgestaltet werden, und auf der Führungsvorrichtung fixiert werden.
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In einem weiteren Beispiel ist es möglich den Schließring durch die Führungseinrichtung über einen Greifarm vor den Verbindungsbolzen zu platzieren.
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In einem weiteren Beispiel ist es möglich den Schließring durch die Einzugseinrichtung mit einem Stempel vor den Verbindungsbolzen zu führen und vor dem Verbindungsbolzen zu platzieren.
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In einem weiteren Beispiel ist es möglich den Schließring mit einem Stempel durch die Einzugseinrichtung zu führen. Der Stempel wird dabei zurückgefahren in dem Moment, wenn die Einzugseinrichtung nach vorne fährt. Dabei wird die Einzugseinrichtung gespreizt.
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Gemäß einem Beispiel ist die Zuführeinrichtung oberhalb des Einbringraums angeordnet.
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In einem Beispiel kann ein Schließring aus einem Schlauchmagazin der Zuführeinrichtung zugeführt werden. Das Magazin kann extern angeordnet sein, beispielsweise ein Schlauchmagazin, und pneumatisch ausgelöst werden.
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In einem weiteren Beispiel kann der Schließring aus einem Magazin in der Gestalt eines Trommelfeeders (d.h. einer Trommelzuführeinrichtung) ausgelöst bzw. zugeführt werden. Der Trommelfeeder kann z.B. auch mit einem Schlauch an ein externes Magazin angeschlossen sein.
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In einem weiteren Beispiel kann das Magazin wie oben beschrieben lokal am Werkzeug angeordnet sein, d.h. als lokaler Speicher. In einem Beispiel ist das Magazin als externer Speicher, d.h. als externes Zuführsystem ausgebildet. Die Schließringe können der Zuführeinrichtung zugeführt werden, d.h. von dem Magazin in die Zuführeinrichtung eingeführt werden. Die Schließringe sind also in die Zuführeinrichtung einführbar. Die Schließringe können beispielsweise eingeblasen werden. Die Schließringe können auch durch einen Federmechanismus in die Zuführeinrichtung eingeführt werden. Beispielweise werden die Schließringe mit Druckluft in Position vor den Bolzen gebracht wird. Die Schließringe können auch mit einer Feder zugeführt werden, oder mit Schwerkraft. Bei magnetischen Materialien für den Schließring kann die Zuführung und Positionierung auch mittels Magnetkraft erfolgen, beispielswiese durch elektromagnetische Positionier- und Zuführeinrichtungen. In einem Beispiel ist vorgesehen, dass der Schließring mit Unterdruck angesaugt wird und in Position vor den Bolzen gebracht wird. Beispielsweise ist eine Vakuumeinrichtung vorgesehen, mit der ein Unterdruck erzeugbar ist. In einem anderen Beispiel wird der Schließring mit einer Greifvorrichtung in Position vor den Bolzen gebracht.
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Gemäß einem Beispiel weist die Einzugseinrichtung eine Setzvorrichtung auf, die sich beim Einziehen des Verbindungsbolzens an dem Bauteil abstützt. Zusätzlich oder alternativ weist die Einzugseinrichtung eine Greifvorrichtung auf, mit der ein Verbindungsbolzen an einem Endstück greifbar ist, um den Verbindungsbolzen in das zu verbindende Bauteil einzuziehen und das Endstück des Verbindungsbolzens abzuziehen. Weiter zusätzlich oder alternativ weist die Quetscheinrichtung eine Quetschvorrichtung und eine Quetschaktuatorvorrichtung aufweist. Die Quetschvorrichtung weist wenigstens eine Anlagefläche auf, um eine axiale Druckkraft auf einen Schließring aufzubringen. Mit der Quetschaktuatorvorrichtung kann eine Relativkraft zwischen der Greifvorrichtung und der Quetschvorrichtung erzeugt werden, um den Schließring auf das Endstück des Verbindungsbolzens zu quetschen. Weiter zusätzlich oder alternativ ist in einem Beispiel eine Abstandsvorrichtung vorgesehen, mit der die Greifvorrichtung zu dem Strukturbauteil beabstandet anordenbar ist. Eine zusätzliche Funktion der Abstandsvorrichtung ist das Lösen der Quetscheinrichtung nach dem Quetschvorgang. Die Setzvorrichtung und die Quetschvorrichtung können alternativ in einem Bauteil ausgestaltet sein.
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Gemäß der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Verbindung von Strukturbauteilen mit Hilfe eines Verbindungsbolzens, das in einem ersten Schritt a) die Einzugseinrichtung zum Aufbringen einer Zugkraft auf einen zu setzenden Verbindungsbolzen in einer Freifahrposition anordnet, in der zwischen der Einzugseinrichtung und einem Verbindungsbolzen ein Einbringraum vorhanden ist, um einen Schließring einzubringen. Die Einzugseinrichtung wird in der Freifahrposition mit einer Führungseinrichtung an dem Verbindungsbolzen abgestützt. In einem zweiten Schritt b) wird der Schließring zwischen der Einzugseinrichtung und dem Verbindungsbolzen eingebracht. In einem dritten Schritt c) wird der Schließring auf den Verbindungsbolzen aufgeschoben und aufgequetscht. In einem vierten Schritt d) wird die Einzugseinrichtung in einer primären Greifposition angeordnet, in der ein Greifbereich auf ein Ende des Verbindungsbolzens aufgeschoben wird, um in einem fünften Schritt e) einen abzutrennenden Teil des Verbindungsbolzens (Abreißdorn) abzuziehen.
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In einem Beispiel kann der Abreißdorn in einen Auffangbehälter durch Vakuumunterstützung oder auch andere Ausführungen entsorgt werden.
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In einem Beispiel ist vorgesehen, dass die Einzugseinrichtung angesetzt wird, um die Positionierung an dem Bolzen zu erreichen. In dieser Stellung ist das Werkzeug an dem Bolzen, wie oben beschrieben, führend gehalten. Durch das Vorsehen des Einbringraums kann der Schließring eingebracht bzw. zugeführt werden. Da die Einzugseinrichtung gehalten ist in Relation zum Bolzen kann nach Positionierung des Schließring das Aufquetschen erfolgen, ohne dass eine erneute Positionierung des Werkzeugs erforderlich ist.
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Gemäß einem Beispiel ist es möglich den Verbindungsbolzen mit dem Werkzeug in das Bauteil einzuziehen, d.h. folgende Schritte werden vor der Freifahrposition durchgeführt. In einem ersten Schritt a1) wird die Einzugseinrichtung in der sekundären Greifposition angeordnet, in welcher der Greifbereich auf ein Ende des Verbindungsbolzens aufgeschoben wird und den Verbindungsbolzen greift und in einem zweiten Schritt a2) durch Aufbringen einer Zugkraft an dem zu setzenden Verbindungsbolzen in die zu verbindende Bauteile einzieht, um die Einzugseinrichtung anschließend in die Freifahrposition zu bewegen, wobei die Einzugseinrichtung dabei mit der Führungseinrichtung an dem Verbindungsbolzens abgestützt wird.
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Dabei wird die Einzugseinrichtung in einem Beispiel während des Einziehvorgangs geführt.
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In einem Beispiel stützt sich die Stützvorrichtung während des Einziehvorgangs am Bauteil ab und die Führungseinrichtung führt die Einzugseinrichtung und stellt einen definierten Abstand von dem Bauteil und die Zentrierung der Einzugsrichtung gegenüber dem Verbindungsbolzen sicher.
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In einem Beispiel wird der Verbindungsbolzen mit einer ersten definierten Kraft bzw. Druck von der Greifvorrichtung eingezogen. Das Abziehen des Bolzens wird mit einer zweiten definierten Kraft bzw. Druck durchgeführt.
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Gemäß einem Beispiel werden das Einziehen des Verbindungsbolzens während des Einziehens der Einzugseinrichtung und das Abziehen des Verbindungsbolzens während des Zurückfahrens der Einzugseinrichtung mit verschiedenen Zugkräften durchgeführt.
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In einem Beispiel ist während des gesamten Verfahrens ein Drucktaster betätigt, wobei die fehlende Betätigung den Vorgang aus allen Betriebszuständen abbricht und das Werkzeug in die Ausgangsstellung der Einzugseinrichtung zurückfährt.
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Das Verfahren kann mit Handgeräten mit einem Endeffektor oder beispielsweise mit einem Roboter ausgeführt werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Werkzeug einen Verbindungsbolzen mit mindestens zwei Bauteilelementen verbindet. Dabei wird das Werkzeug mit Hilfe einer Führungseinrichtung auf den Verbindungsbolzen aufgesetzt. Hierbei wird ein Schließring ohne Absetzen des Werkzeugs vor den Verbindungsbolzen geführt und auf den Verbindungsbolzen aufgequetscht. Die Führungseinrichtung erleichtert dem Betreiber des Werkzeugs das korrekte Aufsetzen des Werkzeugs auf den Verbindungsbolzen, weil die Führungseinrichtung das Werkzeug zum Werkzeug zentriert und den richtigen Abstand zum Bauteil sicherstellt. Die Zuführung des Schließrings erfordert kein Absetzen des Werkzeugs. In einem weiteren Beispiel ist es möglich, das Ein- und Abziehen des Verbindungsbolzens inklusiver Zuführung eines Schließrings ohne Absetzen des Werkzeugs vom Bauteil durchzuführen. Hierbei zieht das Werkzeug den lose gesteckten Verbindungsbolzen in das Bauteil ein. Während des Einziehvorgangs wird ein Schließring, ohne Absetzen des Werkzeugs vor den Verbindungsbolzen gesetzt und mit der Einzugsvorrichtung auf den Verbindungsbolzen geschoben. Danach quetscht eine Quetschvorrichtung den Schließring auf den Verbindungsbolzen. Gleichzeitig greift die Greifvorrichtung den Verbindungsbolzen an einem abzutrennenden Teil des Verbindungsbolzens, um beim Einziehen diesen Teil abzuziehen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Ausführungsbeispiele des Werkzeugs auch für Ausführungsformen des Verfahrens sowie Verwendung der Vorrichtung gelten und umgekehrt. Außerdem können auch diejenigen Merkmale frei miteinander kombiniert werden, bei denen dies nicht explizit erwähnt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen. Es zeigen:
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1 ein Werkzeug zur Verbindung von Strukturbauteilen in einer Freifahrposition;
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2 ein Werkzeug in der Freifahrposition und einen Schließring, der in einen Einbringraum eingesetzt ist;
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2a eine Alternative für das Einführen des Schließrings
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2b eine weitere Alternative für das Einführen des Schließrings
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3 ein Aufschieben des Schließrings;
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4 ein Starten des Quetschens des Schließrings;
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5 ein Ende des Quetschens des Schließrings und eine primäre Greifposition;
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6 ein Zurückfahren der Einzugseinrichtung und Abziehen eines Teils des Verbindungsbolzens;
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7 ein Lösen der Einzugseinrichtung vom Verbindungsbolzen;
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8 eine Ausgangsstellung des Werkzeugs;
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9 ein Positionieren der Einzugseinrichtung in eine sekundäre Greifposition;
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10 ein Einziehen der Einzugseinrichtung in einer Einzugsposition;
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11 ein Beispiel eines Verfahrens zur Verbindung von Strukturbauteilen; und
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12 ein alternatives Verfahren zur Verbindung von Strukturbauteilen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt ein Werkzeug 10 zur Verbindung von Strukturbauteilen 12 mit Hilfe eines Verbindungsbolzens. Das Werkzeug 10 weist eine Einzugseinrichtung 16 auf zum Aufbringen einer Zugkraft auf einen zu setzenden Verbindungsbolzen 14. Das Werkzeug 10 weist auch eine Führungseinrichtung 18 zum temporären Abstützen des Werkzeugs an einem zu setzenden Verbindungsbolzen auf. Das Werkzeug 10 weist außerdem eine Quetscheinrichtung 20 zum Aufbringen einer Druckkraft auf einen auf einen zu setzenden Verbindungsbolzen aufzuquetschenden Schließring 22 auf. Die Einzugseinrichtung 16 ist beweglich und kann i) in einer Freifahrposition angeordnet werden, in der zwischen der Einzugseinrichtung 16 und einem Verbindungsbolzen 14 ein Einbringraum 24 vorgesehen ist, über den ein Schließring 22 (siehe 2) auf das Ende des Verbindungsbolzens 14 aufgebracht werden kann. Die Einzugseinrichtung 16 kann auch ii) in einer primären Greifposition (siehe auch 5) angeordnet werden und mit einem Greifbereich auf ein Ende eines Verbindungsbolzens 14 aufgeschoben werden, um den Verbindungsbolzen 14 zu greifen und um einen abzutrennenden Teil des Verbindungsbolzens abzuziehen. Die Einzugseinrichtung wird in der Freifahrposition mit der Führungseinrichtung 18 an dem Verbindungsbolzen abgestützt. Die Führungseinrichtung 18 weist wenigstens eine Stützvorrichtung 26 auf, um zur Positionssicherung an dem Verbindungsbolzen anzuliegen. Die Quetscheinrichtung 18 wird nach der Positionierung des Schließrings 22 auf den Schließring 22 aufgeschoben, um eine den Schließring 22 verformende Druckkraft auf den Schließring zu übertragen. Beim Ansetzen des Werkzeugs setzt die Stützvorrichtung 26 an dem Bauteil an. Dabei liegen mindestens ein, oder mindestens zwei Spannhebel 28 an dem Verbindungsbolzen an, um die Einzugseinrichtung 16 gegenüber dem Verbindungsbolzen 14 zu zentrieren und eine Führungsvorrichtung 30, um den korrekten Abstand zwischen Bauteil und Einzugseinrichtung 16 sicherzustellen. Die Spannhebel weisen eine Ablage 32 auf, um einen Schließring vor den Verbindungsbolzen zu führen, bzw. zu halten. Die Einzugseinrichtung 16 weist eine Setzvorrichtung 34, eine Greifvorrichtung 36, eine Abstandsvorrichtung 38 (siehe 4) und eine Quetschvorrichtung 40 auf.
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2 zeigt die Zuführung des Schließrings 22 mit einer Zuführeinrichtung 42 in den Einbringraum 24 zwischen dem Verbindungsbolzen 14 und der Einzugseinrichtung 16. Dabei wird in einem Beispiel einer der Schließringe 22 aus einem Magazin (nicht dargestellt) in die Zuführeinrichtung 42 geblasen. Alternativ kann eine Feder 32 an der Führungsvorrichtung 30 befestigt sein (2a). In einem anderen Beispiel kann auch ein Stempel durch die Einzugseinrichtung 16 den Schließring vor den Verbindungsbolzen platzieren (2b).
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3 zeigt, wie die Einzugseinrichtung 16 vorfährt, und die Setzvorrichtung 34 den Schließring auf den Verbindungsbolzen aufschiebt. Die Spannhebel 28 werden rechtzeitig zurückgefahren, um den Schließring 22 bis an das Bauteil 12 aufzuschieben. Die Setzvorrichtung 34 und die Quetschvorrichtung können auch ein Bauteil bilden 34, 40 (siehe 4).
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4 zeigt, wie die Quetschvorrichtung 40 vorfährt, um den Schließring 22 auf den Verbindungsbolzen 14 zu quetschen. Die Quetscheinrichtung 20 weist eine Quetschvorrichtung 40 und eine Quetschaktuatorvorrichtung (nicht dargestellt) auf. Um den Schließring 22 auf den Verbindungsbolzen 14 aufzuquetschen, ist die Quetschvorrichtung 40 auf den Schließring 22 aufschiebbar, um eine auf den Schließring 22 zu verformende Druckkraft auf diesen zu übertragen, wobei die Quetschvorrichtung 40 wenigstens eine Anlagefläche aufweist, um eine axiale Druckkraft auf einen Schließring aufzubringen. Dabei wird mit der Quetschaktuatorvorrichtung eine Relativkraft zwischen der Greifvorrichtung 36 und der Quetschvorrichtung 40 erzeugt, um den Schließring 22 auf das Endstück des Verbindungsbolzens zu quetschen, wobei die Rillen des Verbindungsstücks mit dem Material des Schließrings gefüllt werden, d.h. das Material des Schließrings 22 wird in die Rillen des Verbindungsstücks gequetscht. Die Quetschvorrichtung 40 und Bauteil 12 berühren sich dabei in einem Beispiel nicht. Erfolgt die Installation bei maximaler Überlappung, d.h. überlappt der Schließring 22 und der Schaft des Verbindungsbolzens, kann die Quetschvorrichtung das Bauteil leicht berühren. In einem Beispiel ist die Quetschkraft eine radial wirkende Kraft, die den Schließring quer zur Längsachse des Bolzens auf den Bolzen aufquetscht. In einem Beispiel ist eine Abstandsvorrichtung 38 vorgesehen, mit der die Greifvorrichtung 36 zu dem Strukturbauteil 12 beabstandet anordenbar ist.
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5 zeigt die Anordnung der Greifvorrichtung 36, der Abstandsvorrichtung 38 und der Quetschvorrichtung 40 zum Ende des Quetschvorgangs des Schließrings. Während des Quetschvorgangs greift die Greifvorrichtung 36 den Verbindungsbolzen 14 an einem abzutrennenden Teil des Verbindungsbolzens. In einem Beispiel ist eine Abstandsvorrichtung 38 vorgesehen, mit der die Greifvorrichtung 36 zu dem Strukturbauteil beabstandet anordenbar ist. Diese Abstandsvorrichtung 38 verhindert, dass die Quetschvorrichtung 40 ganz an die Setzvorrichtung heranragt.
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6 zeigt, wie die Greifvorrichtung 36 zurückfährt, um einen abzutrennenden Teil des Verbindungsbolzens (Abreißdorn) 13 abzuziehen. Die Quetschvorrichtung 40 bleibt dabei am Schließring 22 abgestützt, um eine relative Zugkraft zwischen dem Bauteil und dem Verbindungsbolzen zu unterstützen. In einem Beispiel kann der Abreißdorn 13 in einen Auffangbehälter durch Vakuumunterstützung oder auch andere Ausführungen entsorgt werden (nicht dargestellt).
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7 zeigt das Zurückfahren der Einzugseinrichtung 16 vom Verbindungsbolzens nach Beendigung des Verbindungsvorgangs.
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8 zeigt das Werkzeug in der Ausgangsstellung. Die Führungseinrichtung liegt dabei nicht am Bauteil an.
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9 zeigt die Einzugseinrichtung 16 in einer sekundären Greifposition. Diese Position ist mit dem Werkzeug optional durchzuführen, um den Verbindungsbolzen einzuziehen, wenn er beispielsweise manuell nicht in das Bauteil eingeführt werden konnte. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn Lochtoleranzen ausgereizt wurden und ein manuelles Einführen des Verbindungsbolzens nicht möglich ist.
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Die Einzugseinrichtung 16 ist in der sekundären Greifposition anordenbar und mit einem Greifbereich auf ein Ende eines Verbindungsbolzens aufschiebbar, und mit der Greifvorrichtung 36 kann das Endstück gegriffen werden, um den Verbindungsbolzen in das zu verbindende Bauteil einzuziehen und das Endstück des Verbindungsbolzens nach dem Quetschen abzuziehen.
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10 zeigt die Greifvorrichtung 36 beim Einziehvorgang. Nach dem Greifen des Verbindungsbolzens ist die Einzugseinrichtung 16 in einer Einzugsposition anordenbar, in welcher der Verbindungsbolzen einziehbar ist, d.h. eingezogen werden kann. Dabei weist die Einzugseinrichtung eine Setzvorrichtung 34 auf, die sich beim Einziehen des Verbindungsbolzens an dem Bauteil abstützt. Die Setzvorrichtung 34 dient dazu, eine Relativkraft aufbringen zu können.
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11 zeigt ein Verfahren 100 zur Verbindung von Strukturbauteilen mit Hilfe eines Verbindungsbolzens. Das Verfahren 100 weist die folgenden Schritte auf: In einem ersten Schritt 102, auch als Schritt a) bezeichnet, wird eine Einzugseinrichtung zum Aufbringen einer Zugkraft auf einen zu setzenden Verbindungsbolzen in einer Freifahrposition angeordnet, in der zwischen der Einzugseinrichtung und einem Verbindungsbolzen ein Einbringraum vorhanden ist, um einen Verschließring einzubringen. Die Einzugseinrichtung wird in der Freifahrposition mit einer Führungseinrichtung an dem Verbindungsbolzen abgestützt. In einem zweiten Schritt 104, auch als Schritt b) bezeichnet, wird ein Schließring zwischen der Einzugseinrichtung und dem Verbindungsbolzen eingebracht. In einem dritten Schritt 106, auch als Schritt c) bezeichnet, wird der Schließring auf den Verbindungsbolzen aufgeschoben und aufgequetscht. In einem vierten Schritt 108, auch als Schritt d) bezeichnet, wird die Einzugseinrichtung in einer primären Greifposition angeordnet, in der ein Greifbereich auf ein Ende des Verbindungsbolzens aufgeschoben wird, um einen abzutrennenden Teil des Verbindungsbolzens abzuziehen. In einem fünften Schritt, auch als Schritt e) bezeichnet, wird der abzutrennende Teil des Verbindungsbolzens abgezogen.
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12 zeigt ein weiteres Beispiel des Verfahrens als Verfahren 110. In einem Beispiel ist es möglich den Verbindungsbolzen mit dem Werkzeug in das Bauteil einzuziehen, d.h. folgende Schritte werden vor der dem Verfahrensschritt 102 durchgeführt. Verfahren 110 unterscheidet sich von dem Verfahren 100, in der Form, dass es die Schritte 112 und 114 vor den Schritten 102, 104, 106 und 108 ausführt. Die Einzugseinrichtung wird in der sekundären Greifposition angeordnet 112, in welcher der Greifbereich auf ein Ende des Verbindungsbolzens aufgeschoben wird und den Verbindungsbolzen greift und durch Aufbringen einer Zugkraft an dem zu setzenden Verbindungsbolzen in die zu verbindende Bauteile einzieht 114, um die Einzugseinrichtung anschließend in die Freifahrposition zu bewegen, wobei die Einzugseinrichtung dabei mit der Führungseinrichtung an dem Verbindungsbolzen abgestützt wird. Dabei wird die Einzugseinrichtung in einem Beispiel während des Einziehvorgangs geführt. Die Stützvorrichtung stützt sich während des Einziehvorgangs am Bauteil ab und die Führungseinrichtung führt die Einzugseinrichtung und stellt einen definierten Abstand von dem Bauteil und die Zentrierung der Einzugsrichtung gegenüber dem Verbindungsbolzen sicher.
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Die oberhalb beschriebenen Ausführungsbeispiele können in unterschiedlicher Art und Weise kombiniert werden. Insbesondere können auch Aspekte des Verfahrens für Ausführungsformen der Vorrichtungen sowie Verwendung der Vorrichtungen verwendet werden und umgekehrt.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
