DE102016224559A1 - Verfahren zum Betreiben einer Fügevorrichtung und Fügevorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Fügevorrichtung und Fügevorrichtung Download PDF

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    • B21J15/32Devices for inserting or holding rivets in position with or without feeding arrangements

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fügevorrichtung, die ein Fügewerkzeug (70) aufweist, das in einem Kontaktbereich (15') mit einem Fügeelement (20) in Kontakt bringbar ist, mittels welchem das Fügeelement (20) mit Kraft beaufschlagbar und in einem Fügevorgang in wenigstens ein Bauteil (11, 12) einbringbar ist, wobei als Fügewerkzeug (70) ein Fügewerkzeug, das wenigstens in dem Kontaktbereich (15') ein magnetisierbares Material mit Remanenz größer Null aufweist, und als Fügeelement (20) ein Fügeelement, das ein magnetisierbares Material aufweist, verwendet werden, und wobei der Kontaktbereich (15') vor dem Fügevorgang und/oder während des Fügevorgangs einem Magnetfeld (B) ausgesetzt wird, sowie eine Fügevorrichtung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fügevorrichtung sowie eine Fügevorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Fügeverfahren wie Nietverfahren dienen zum Verbinden wenigstens zweier in einem Verbindungsbereich insbesondere eben ausgebildeter Bauteile (Fügepartner). Ein Stanznietverfahren zeichnet sich beispielsweise dadurch aus, dass ein Vorlochen der miteinander zu verbindenden Bauteile nicht erforderlich ist. Vielmehr wird ein Niet mittels eines Fügewerkzeugs, das einen Stempel umfasst, in die wenigstens zwei Bauteile eingedrückt, wobei durch einen entsprechend geformten Gegenhalter, bspw. in Form einer Matrize, der mit dem Fügewerkzeug zusammenwirkt, sichergestellt werden kann, dass der Niet oder die Bauteile sich in einer bestimmten Art und Weise verformen, um eine kraft- und formschlüssige Verbindung zwischen den Bauteilen herzustellen.
  • Weiterhin ist bspw. aus der EP 2 318 161 B1 ein sog. Ultraschall-Stanznietverfahren bekannt, bei dem ein Schwingungserzeuger, wie bspw. ein Ultraschall-Generator verwendet wird, um ein oder mehrere Komponenten beim Verbinden der Bauteile in Schwingung zu versetzen. Durch diese Schwingung wird bspw. die aufzuwendende Kraft zum Eindrücken des Niets reduziert.
  • Bei Fügeverfahren, insbesondere auch bei den genannten, ist es für einen zuverlässigen Betrieb in der Regel nötig, die Fügeelemente, also beispielsweise die Niete, während des Fügevorgangs in der gewünschten Position zu halten bzw. sie zu führen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden ein Verfahren zum Betreiben einer Fügevorrichtung sowie eine Fügevorrichtung und eine Anordnung mit einer Fügevorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die Erfindung geht aus von einer Fügevorrichtung, die ein Fügewerkzeug aufweist, das in einem Kontaktbereich (beispielsweise einem bauteilseitigem Ende eines Stempels) mit einem Fügeelement (beispielsweise einem Niet) in Kontakt bringbar ist, mittels welchem das Fügeelement mit Kraft beaufschlagbar und in einem Fügevorgang in wenigstens ein Bauteil einbringbar ist. Bei solchen Fügevorrichtungen kann es sich beispielsweise um Niet-, insbesondere Stanznietvorrichtungen handeln. Vor Beginn des Fügevorgangs kann das Fügeelement auf geeignete Weise, im Falle von Stanznietvorrichtungen beispielsweise unter Verwendung eines Profilschlauchs, dem Fügewerkzeug zugeführt werden.
  • Nachdem das Fügeelement in das Fügewerkzeug eingebracht wurde, ist es in der Regel nötig, das Fügeelement auch im Fügewerkzeug zu halten, bis das Fügeelement beim anschließenden Fügevorgang auf ein Bauteil aufsetzt. Das Fügewerkzeug weist im Falle einer Stanznietvorrichtung neben einem Stempel in der Regel einen sog. Niederhalter auf, der den Stempel umgibt und der Führung des Fügelements bzw. des Niets beim Fügevorgang bzw. Nietvorgang dient. Der Niederhalter setzt dabei in der Regel auf dem Bauteil auf, während der Stempel relativ zum Niederhalter bewegt wird, um den Niet in das Bauteil (oder die Bauteile) einzudrücken.
  • Zum Halten des Niets können nun im Niederhalter verschiedene Vorkehrungen getroffen sein. Beispielsweise können mechanische Elemente wie überfederte Halbschalen, Druckstücke, Nietschieber, flexible Fasern, eingebettete Kugeln oder Ähnliches vorgesehen sein.
  • Bei den eingangs bereits erwähnten Stanznietvorrichtungen mit Ultraschallunterstützung kann dies jedoch zu einem erhöhten Verschleiß dieser mechanischen Elemente bzw. auch des Niederhalters führen, da hierbei über den Niet ein Kontakt zwischen dem Stempel (der dann Teil einer Sonotrode sein kann), in welchen Schwingungen eingekoppelt werden und den mechanischen Elementen bzw. dem Niederhalter besteht.
  • Die Erfindung schlägt nun eine Möglichkeit vor, bei der der Niet bzw. ein anderes Fügeelement nicht in Kontakt mit einer ihn umgebenden Komponente wie dem Niederhalter stehen muss, aber trotzdem in Position gehalten werden kann. Hierzu wird ein Fügewerkzeug verwendet, das wenigstens in dem Kontaktbereich ein magnetisierbares Material mit einem Mindestwert für eine Remanenz, der größer als Null ist, aufweist. Mit anderen Worten ist der Kontaktbereich ferromagnetisch. Als Fügeelement kann dann ein Fügeelement verwendet werden, das ein magnetisierbares Material aufweist. Der Kontaktbereich kann nun vor dem Fügevorgang und/oder während des Fügevorgangs einem Magnetfeld ausgesetzt werden.
  • Hierzu kann die Fügevorrichtung bevorzugt eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines Magnetfelds aufweisen, dem der Kontaktbereich vor dem Fügevorgang und/oder während des Fügevorgangs aussetzbar ist. Alternativ kann die Vorrichtung zur Bereitstellung eines Magnetfelds vorzugsweise auch getrennt von der Fügevorrichtung vorgesehen sein, wobei dann die Fügevorrichtung und/oder die Vorrichtung zur Bereitstellung eines Magnetfelds derart bewegbar ausgestaltet sind, dass sich die Fügevorrichtung in einem Bereich befindet, indem das Magnetfeld erzeugbar oder vorhanden ist.
  • Die Erfindung macht sich also Materialien zunutze, die, nachdem sie einem Magnetfeld ausgesetzt waren, zumindest bis zu einem gewissen Grad magnetisiert bleiben. Dabei spricht man von der sog. Remanenz. Als Materialien kommen hier insbesondere ferromagnetische Materialien wie Eisen, Nickel und Kobalt sowie verschiedenste Legierungen daraus oder damit in Frage. Beispiele für solche Legierungen sind Aluminium-Nickel-Cobalt (AINiCo), Samarium-Cobalt (SaCo), Neodym-Eisen-Bor (Nd2Fe14B), Permalloy (Ni80Fe20) oder Mumetall (NiFeCo). Es versteht sich, dass auch andere Materialien bzw. Legierungen verwendet werden können, die ein ferromagnetisches Verhalten aufzeigen.
  • Der erwähnte Mindestwert für die Remanenz ergibt sich insbesondere daraus, dass sichergestellt werden sollte, dass das Fügeelement an dem Fügewerkzeug magnetisch haften bleibt. Insofern ist es auch nötig, dass das Fügeelement magnetisierbares Material aufweist, wie z.B. ferritische, martensitische oder austenitisch-ferritische Stähle, was für übliche Niete, die beispielsweise aus Stählen wie 38B2 oder 34Cr4, auch in verschiedenen Härtegraden, bestehen, ohnehin der Fall ist. Beim Fügewerkzeug ist es an sich ausreichend, dass derjenige Bereich, der mit dem Fügeelement in Kontakt tritt, also beispielsweise das bauteilseitige Ende des Stempels, ein entsprechendes Material mit dem Mindestwert für die Remanenz aufweist oder auch daraus besteht. Ebenso können auch ganze Komponenten des Fügewerkzeugs wie der Stempel oder eine Sonotrode, die auch als Stempel verwendet wird (beispielswiese im Falle einer Stanznietvorrichtung mit Ultraschallunterstützung) aus dem entsprechenden Material gefertigt sein.
  • Indem also das Fügewerkzeug in dem entsprechenden Bereich magnetisiert wird und diese Magnetisierung auch behält, kann das entsprechende Fügeelement an dem Fügewerkzeug haften bleiben, sodass während es Fügevorgangs, also insbesondere auch dann, wenn das Fügeelement noch nicht mit dem Bauteil in Kontakt steht, in Position gehalten bzw. geführt werden. Andere Führungseinrichtungen sind nicht mehr nötig. Insbesondere ein Niederhalter muss daher nicht mehr in Kontakt mit dem Fügelement stehen, wodurch gerade bei Fügevorrichtungen mit Ultraschallunterstützung der Verschleiß reduziert werden kann.
  • Vorzugsweise wird die Vorrichtung zur Bereitstellung des Magnetfelds, wenn sie in der Fügevorrichtung vorgesehen ist, am und/oder im Fügewerkzeug angeordnet. Wenn ein Niederhalter vorhanden ist, kann die Vorrichtung insbesondere daran angebracht oder in diesen integriert werden. Diese Vorrichtung kann dabei insbesondere ein oder mehrere Permanentmagneten und/oder ein oder mehrere stromdurchflossene Spulen (Elektromagneten) aufweisen. Permanentmagneten können beispielsweise ringförmig und koaxial zum Stempel ausgebildet sein. Eine Spule kann beispielsweise den Niederhalter umgeben. Auf diese Weise ist es möglich, dass der Kontaktbereich (oder der Stempel) vor Beginn des Fügevorgangs bzw. auch währenddessen direkt dem Magnetfeld ausgesetzt ist und entsprechend magnetisiert wird.
  • Wenn die Vorrichtung zur Bereitstellung des Magnetfelds getrennt von der Fügevorrichtung vorgesehen ist, ist es ebenfalls bevorzugt, dass ein oder mehrere Permanentmagneten und/oder eine oder mehrere stromdurchflossene Spule verwendet werden. Bei der Gestaltung der Vorrichtung sind dabei größere Freiheiten möglich, allerdings sollte darauf geachtet werden, dass der Kontaktbereich des Fügewerkzeugs entsprechend dem Magnetfeld ausgesetzt werden kann.
  • Vorteilhafterweise wird der Kontaktbereich nach dem Fügevorgang wieder entmagnetisiert. Dies ist beispielsweise möglich, indem der Kontaktbereich einem Magnetfeld ausgesetzt wird, das demjenigen Magnetfeld, mit dem der Kontaktbereich magnetisiert wird, entgegengesetzt ist. Bei der Verwendung einer Spule kann diese beispielsweise entsprechend entgegensetzt bestromt werden. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise bei Verwendung von Permanentmagneten und nachdem der Kontaktbereich das Magnetfeld verlassen hat, den Kontaktbereich einer Erschütterung oder Ähnlichem auszusetzen. Im Falle einer Ultraschall-Fügevorrichtung ist dies beispielsweise durch einen entsprechenden Ultraschall-Impuls möglich. Auf diese Weise wird verhindert, dass magnetische Stoffe wie Eisenstaub oder Ähnliches am Fügewerkzeug haften bleiben.
  • Vorzugsweise wird der Kontaktbereich, während er dem Magnetfeld ausgesetzt wird, in Schwingung versetzt. Insbesondere kann die Schwingung dann auch unterbrochen werden, sobald der Kontaktbereich nicht mehr dem Magnetfeld ausgesetzt ist, also sobald beispielsweise das Magnetfeld abgeschaltet ist oder der Kontaktbereich herausbewegt wurde. Damit kann die Magnetisierung, die verbleibt, nachdem der Kontaktbereich dem Magnetfeld ausgesetzt war, erhöht werden. Besonders bevorzugte Parameter für die Schwingung sind hierbei 15 bis 50 kHz für die Frequenz und 5 bis 50 µm für die Amplitude.
  • Es ist von Vorteil, wenn als Fügevorrichtung eine Nietvorrichtung, insbesondere eine Stanznietvorrichtung, bei der das Fügewerkzeug einen Stempel, der den Kontaktbereich aufweist, und insbesondere einen Niederhalter, umfasst, verwendet wird. Entsprechend handelt es sich bei dem Fügeelement dann um einen Niet, insbesondere einen Voll-, Halbhohl- oder Hohlniet. Gerade bei Stanznietvorrichtungen ist eine besonders genaue Positionierung des Niets nötig.
  • Vorzugsweise wird als Fügevorrichtung eine Ultraschall-Fügevorrichtung verwendet, bei welcher mittels eines Schwingungserzeugers Schwingungen erzeugt werden, die auf wenigstens einen Teil des Fügewerkzeugs (im Falle einer Stanznietvorrichtung den Stempel) eingekoppelt werden. Wie bereits erwähnt, kann auf diese Weise gerade bei solchen Ultraschall-Fügevorrichtungen Verschleiß vermieden werden. Der Ultraschallerzeuger kann dann insbesondere auch für die Erhöhung der Magnetisierung, wie eben erwähnt, verwendet werden.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch eine Ultraschall-Stanznietvorrichtung als Fügevorrichtung.
    • 2 zeigt verschiedene Möglichkeiten zur Halterung eines Niets in einem Fügewerkzeug einer Stanznietvorrichtung.
    • 3 zeigten ein Fügewerkzeug einer Ultraschall-Stanznietvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
    • 4 zeigt ein Fügewerkzeug einer Ultraschall-Stanznietvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
    • 5 zeigt schematisch eine Anordnung mit einer Fügevorrichtung und einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfelds gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
  • In 1 ist schematisch eine Ultraschall-Stanznietvorrichtung 10 als Beispiel für eine Fügevorrichtung dargestellt. Die Stanznietvorrichtung 10 weist einen Rahmen 60 auf, der vorzugsweise in Form eines C-Rahmens oder C-Bügels vorliegt, an welchem die einzelnen Komponenten bei einer Stanznietvorrichtung in der Regel angeordnet sind, um die gewünschte Position zueinander einnehmen zu können. Über den Rahmen 60 kann die Stanznietvorrichtung 10 beispielsweise an einem Arm zur Bewegung im Raum befestigt sein.
  • Die Ultraschall-Stanznietvorrichtung 10 weist einen Stempel 15, der hier auch als Sonotrode dient, auf, beispielhaft mit einem runden Querschnitt. Der Stempel 15 ist von einem (hülsenförmigen) Niederhalter 16 radial umgeben und relativ zu diesem in Längsrichtung beweglich angeordnet. Der Niederhalter ist hierbei vorzugsweise an einem sog. Nullamplitudendurchgang des Stempels, d.h. einer Position des Stempels, an der Schwingungsamplituden Null oder zumindest möglichst gering sind, mittels einer Feder befestigt. Der Stempel 15 und der Niederhalter 16 bilden dabei zusammen ein Fügewerkzeug 70. Insbesondere ist der Stempel 15 mit einem Antrieb 50 gekoppelt, der dazu dient, eine zum Eindrücken eines Niets 20 als Fügelement in die beiden Bauteile 11, 12 benötigte Kraft F aufzubringen. Der Antrieb 50 kann bspw. mittels der Recheneinheit 80 gesteuert werden.
  • Ebenfalls ist der Niederhalter 16 dazu eingerichtet, gegen die Oberfläche des dem Stempel 15 zugewandten Bauteils 11 mit einer Niederhaltekraft zu drücken. Hierzu kann bspw. ein eigener Antrieb vorgesehen sein. Jedoch kann der Niederhalter auch (wie hier gezeigt) an den Antrieb des Stempels oder an den Stempel selbst gekoppelt sein, beispielsweise mittels einer Feder.
  • Der Stempel 15 ist über einen sog. Booster 31 mit dem Schwingungskonverter 30 wirkverbunden, sodass die Ultraschall-Schwingungen auf den Stempel 15 und damit den Niet 20 übertragbar sind. Insbesondere werden dabei Ultraschallschwingungen mit einer Schwingweite (Abstand zwischen maximaler positiver und negativer Amplitude einer Schwingung) zwischen 10 µm und 110 µm (entspricht einer Amplitude von 5 µm bis 55 µm) und einer Frequenz zwischen 15 kHz und 35 kHz oder ggf. auch höher erzeugt. Ein Signalgenerator 32 als Schwingungserzeuger ist an die Recheneinheit 80 angebunden und kann von dieser angesteuert werden, um den Schwingungskonverter 30 anzuregen.
  • Bei dem Antrieb 50 kann es sich bspw. um einen Antrieb mit Kugel-, Rollen- oder Planetengewindetrieb oder dergleichen handeln, der dazu geeignet ist, eine Kraft F zum Eindrücken eines Niets 20 als Fügeelement in die Bauteile 11, 12 aufzubringen.
  • Auf der dem Stempel 15 und dem Niederhalter 16 gegenüberliegenden Seite der beiden Bauteile 11, 12 ist ein Gegenhalter in Form einer Matrize 18 angeordnet. Der Stempel 15 und die Matrize 18 sind in vertikaler Richtung, wie auch der Niederhalter 16, beweglich angeordnet und relativ zueinander bewegbar. Der Niederhalter 16 und die Matrize 18 dienen dazu, die beiden Bauteile 11, 12 zwischen dem Niederhalter 16 und der Matrize 18 während der Bearbeitung durch den Stempel 15 einzuspannen bzw. zusammenzudrücken.
  • Der Niet 20, hier beispielhaft ein Halbhohlniet, besteht bevorzugt aus einem gegenüber den Werkstoffen der beiden Bauteile 11, 12 härteren Material, zumindest im Bereich eines Nietschafts. Die dem Bauteil 11 abgewandte, ebene Oberseite des Niets ist in einem Kontaktbereich 15' in Wirkverbindung mit dem Stempel 15, der an der Oberseite des Niets 20 flächig anliegt.
  • Weiterhin ist eine Nietzuführung 85, die insbesondere auch automatisiert ausgebildet sein kann, gezeigt, mittels welcher Niete in den Niederhalter 16 eingebracht werden können. Hierbei können beispielsweise lose Niete über einen Profilschlauch, insbesondere pneumatisch, zugeführt werden. Denkbar ist jedoch beispielsweise auch ein Gurtband zur Zuführung magazinierter Niete.
  • In 2 sind verschiedene Möglichkeiten dargestellt, wie der Niet 20 auf herkömmliche Weise in dem Fügewerkzeug 70 bzw. dem Niederhalter 16 gehalten werden kann. In 2a ist die Innenseite des Niederhalters 16 beispielhaft mit Fasern 40 versehen, die nach unten gerichtet sind. Der Niet 20 kann auf diese Weise einerseits gehalten, andererseits aber auch durch den Stempel leicht nach unten gedrückt und dabei geführt werden.
  • In 2b ist die Innenseite des Niederhalters 16 beispielhaft mit nach unten gerichteten Stützen 41, die mittels Federn gelagert sind, versehen, die nach unten gerichtet sind. Der Niet 20 kann auf diese Weise einerseits gehalten, andererseits aber auch durch den Stempel leicht nach unten gedrückt werden.
  • In 2c ist an einer Seite des Niederhalters 16 beispielhaft ein Nietschieber 42 vorgesehen, über den der Niet seitlich in den Niederhalter gedrückt wird. Der Niet 20 kann auf diese Weise einerseits gehalten, andererseits aber auch durch den Stempel leicht nach unten gedrückt werden.
  • In 2d ist die Innenseite des Niederhalters 16 beispielhaft mit eingebetteten Kugeln 43 versehen, die beispielsweise aus Elastomeren oder polymerem Material gefertigt sind. Der Niet 20 kann auf diese Weise einerseits gehalten, andererseits aber auch durch den Stempel leicht nach unten gedrückt und geführt werden.
  • Bei den gezeigten Möglichkeiten, um den Niet 20 in Position zu halten, besteht jedoch immer ein Kontakt zwischen dem Niet 20 und dem Niederhalter 16. Wenn nun, wie in 1 zu sehen, der Stempel 15 mit dem Niet 20 in Kontakt steht und in den Stempel Schwingungen eingekoppelt werden, übertragen sich diese Schwingungen auch auf den Niederhalter 16 bzw. die dort enthaltenden mechanischen Komponenten. Der Niederhalter bzw. die Komponenten unterliegen dadurch erhöhtem Verschleiß.
  • In 3 ist schematisch ein Fügewerkzeug 70 einer Ultraschall-Stanznietvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, dargestellt. Bei dem Fügewerkzeug 70 kann es sich beispielsweise um das in 1 gezeigte Fügewerkzeug handeln.
  • In dem Niederhalter 16 ist hier ein ringförmiger Permanentmagnet 90 eingebracht, der hier in Schnittansicht zu sehen ist. Der Permanentmagnet 90 stellt dabei ein Magnetfeld B bereit. Der Stempel 15 als Teil des Fügewerkzeugs 70 ist dabei aus einem magnetisierbaren Material gefertigt, das eine gewisse Remanenz aufweist, wenn es einem Magnetfeld ausgesetzt war (also ferromagnetischen ist), wie dies eingangs näher erläutert wurde.
  • An der Fügevorrichtung 70 ist zu sehen, dass der Stempel 15 oder zumindest der Kontaktbereich 15', bereits bevor der Niet in die Fügevorrichtung 70 eingesetzt wird oder von dieser aufgenommen wird, durch eine entsprechende Bewegung des Stempels 15 in Richtung der Bauteile 11, 12 dem Magnetfeld B ausgesetzt und damit magnetisiert werden kann. Auf diese Weise kann der später in die Fügevorrichtung 70 eingebrachte Niet am Stempel 15 haften und zugleich zentriert werden.
  • Insbesondere ist auch zu sehen, dass ein Spalt zwischen dem Stempel 15 bzw. dem Niet 20 und dem Niederhalter 16 vorgesehen ist, wodurch eine Übertragung von Schwingungen vermieden wird. Im gezeigten Fall wird der Stempel 15 bzw. der Kontaktbereich 15' auch noch während des Fügevorgangs dem Magnetfeld B ausgesetzt.
  • In 4 ist schematisch ein Fügewerkzeug 70' einer Ultraschall-Stanznietvorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, dargestellt. Auch das Fügewerkzeug 70' kann beispielsweise in der in 1 gezeigten Fügevorrichtung verwendet werden.
  • Das Fügewerkzeug 70' entspricht im Grunde dem Fügewerkzeug 70 gemäß 3, jedoch mit dem Unterschied, dass anstatt eines Permanentmagneten eine Spule 91 in dem Niederhalter 16 integriert ist, bei welcher beispielsweise durch Anlegen einer Spannung ein Stromfluss bewirkt werden kann, sodass das Magnetfeld B erzeugt wird.
  • Davon abgesehen, dass das Magnetfeld im gezeigten Beispiel größer ist als gemäß 3, wodurch beispielsweise eine schnellere Magnetisierung des Stempels 15 erreicht werden kann, entspricht die Funktionsweise derjenigen gemäß 3.
  • In 5 ist schematisch eine Anordnung mit einer Fügevorrichtung 10' und einer Vorrichtung 92 zur Erzeugung eines Magnetfelds B gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
  • Die Fügevorrichtung 10', die ähnlich der Fügevorrichtung gemäß 1 sein kann, ist vorliegend Teil einer Fertigungseinrichtung 100. Bei der Fertigungseinrichtung 100 kann es sich bspw. um einen Industrieroboter, beispielsweise für einen automobilen Karosseriebau, handeln.
  • Die Fertigungseinrichtung 100 weist dabei eine auf einem Boden angeordnete Trägerstruktur 3 und zwei daran angeordnete, miteinander verbundene und bewegliche Arme 4 und 5 auf. Am Ende des Armes 5 ist die Fügevorrichtung 10' angeordnet.
  • Die Vorrichtung 92 zur Erzeugung eines Magnetfelds B kann beispielsweise einen Permanentmagneten oder eine Spule aufweisen. Die Fügevorrichtung 10' kann nun derart in einen Bereich, in dem das Magnetfeld B erzeugt wird, bewegt werden, dass der Stempel bzw. der Kontaktbereich der Fügevorrichtung 10', der wie auch in Bezug auf 3 näher erläutert, magnetisierbar ist, magnetisiert wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2318161 B1 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Fügevorrichtung (10, 10'), die ein Fügewerkzeug (70, 70') aufweist, das in einem Kontaktbereich (15') mit einem Fügeelement (20) in Kontakt bringbar ist, mittels welchem das Fügeelement (20) mit Kraft beaufschlagbar und in einem Fügevorgang in wenigstens ein Bauteil (11, 12) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Fügewerkzeug (70, 70') ein Fügewerkzeug, das wenigstens in dem Kontaktbereich (15') ein magnetisierbares Material mit einer Remanenz größer Null aufweist, und als Fügeelement (20) ein Fügeelement, das ein magnetisierbares Material aufweist, verwendet werden, und dass der Kontaktbereich (15') vor dem Fügevorgang und/oder während des Fügevorgangs einem Magnetfeld (B) ausgesetzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Magnetfeld (B) mittels einer Vorrichtung (90, 91) zur Bereitstellung eines Magnetfelds (B), die in der Fügevorrichtung (10), insbesondere am und/oder im Fügewerkzeug (70, 70') angeordnet ist, bereitgestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Magnetfeld (B) mittels einer Vorrichtung (92) zur Bereitstellung eines Magnetfelds (B), die getrennt von der Fügevorrichtung (10') vorgesehen ist, bereitgestellt wird, und wobei die Fügevorrichtung (10') und/oder die Vorrichtung (92) zur Bereitstellung des Magnetfelds (B) derart bewegt werden, dass sich die Fügevorrichtung (10') in einem Bereich befindet, in dem das Magnetfeld (B) erzeugt wird oder vorhanden ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei als die Vorrichtung (90, 91, 92) zur Bereitstellung des Magnetfelds (B) wenigstens ein Permanentmagnet (91) und/oder wenigstens eine stromdurchflossene Spule (91) verwendet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kontaktbereich (15') nach dem Fügevorgang entmagnetisiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kontaktbereich (15'), während er dem Magnetfeld (B) ausgesetzt wird, in Schwingung versetzt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Schwingung unterbrochen wird, sobald der Kontaktbereich (15') nicht mehr dem Magnetfeld (B) ausgesetzt ist.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Fügevorrichtung (10, 10') eine Nietvorrichtung, insbesondere ein Stanznietvorrichtung, bei der das Fügewerkzeug (70, 70') einen Stempel (15), der den Kontaktbereich (15') aufweist, und insbesondere einen Niederhalter (16), umfasst, und als Fügeelement (20) ein Niet, insbesondere ein Voll-, Halbhohl- oder Hohlniet, verwendet werden.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Fügevorrichtung (10, 10') eine Ultraschall-Fügevorrichtung verwendet wird, bei welcher mittels eines Schwingungserzeugers (32) Schwingungen erzeugt werden, die auf wenigstens einen Teil des Fügewerkzeugs (70, 70') eingekoppelt werden.
  10. Fügevorrichtung (10, 10'), die ein Fügewerkzeug (70, 70') aufweist, das in einem Kontaktbereich (15') mit einem Fügeelement (20) in Kontakt bringbar ist, mittels welchem das Fügeelement (20) mit Kraft beaufschlagbar und in einem Fügevorgang in wenigstens ein Bauteil (11, 12) einbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügewerkzeug (70, 70') wenigstens in dem Kontaktbereich (15') ein magnetisierbares Material mit Remanenz größer Null aufweist.
  11. Fügevorrichtung (10) nach Anspruch 10, die eine Vorrichtung (90, 91) zur Bereitstellung eines Magnetfelds (B) aufweist, dem der Kontaktbereich (15') vor dem Fügevorgang und/oder während des Fügevorgangs aussetzbar ist, und wobei die Vorrichtung (90, 91) zur Bereitstellung des Magnetfelds (B) insbesondere am und/oder im Fügewerkzeug (10), angeordnet ist.
  12. Fügevorrichtung (10, 10') nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Vorrichtung (90, 91, 92) zur Bereitstellung eines Magnetfelds (B) wenigstens einen Permanentmagneten und/oder wenigstens eine von Strom durchfließbare Spule umfasst.
  13. Fügevorrichtung (10, 10') nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Fügevorrichtung (10, 10') als Nietvorrichtung, insbesondere als Stanznietvorrichtung, ausgebildet ist, bei der das Fügewerkzeug (70, 70') einen Stempel (15), der den Kontaktbereich (15') aufweist, und insbesondere einen Niederhalter (16), umfasst.
  14. Fügevorrichtung (10, 10') nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Fügevorrichtung (10, 10') als Ultraschall-Fügevorrichtung ausgebildet ist, bei welcher mittels eines Schwingungserzeugers (32) Schwingungen erzeugbar sind, die auf wenigstens einen Teil des Fügewerkzeugs (70, 70') einkoppelbar sind.
  15. Anordnung mit einer Fügevorrichtung (10') nach einem der Ansprüche 10 bis 14, und mit einer getrennt von der Fügevorrichtung (10') vorgesehenen Vorrichtung (92) zur Bereitstellung eines Magnetfelds (B), welchem der Kontaktbereich vor dem Fügevorgang und/oder während des Fügevorgangs aussetzbar ist, wobei die Fügevorrichtung (10') und/oder die Vorrichtung (92) zur Bereitstellung des Magnetfelds derart bewegbar sind, dass sich die Fügevorrichtung (10') in einem Bereich befindet, indem das Magnetfeld (B) erzeugbar oder vorhanden ist.
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