DE102017205263A1 - Set unit for a punch riveting apparatus, punch riveting apparatus and method for operating a punch riveting apparatus - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Setzeinheit (70) für eine Stanznietvorrichtung, in welcher Setzeinheit (70) ein Niet (20) gehalten werden kann, und mit einem Stempel (15), mittels welchem der Niet (20) mit Kraft beaufschlagbar und in einem Nietvorgang in wenigstens ein Bauteil (11, 12) einbringbar ist, wobei eine Haltevorrichtung (80), die durch Betätigung der Haltevorrichtung (80) in eine Ausgangs-Stellung (PA) und in eine Halte-Stellung (PH), in welcher der Niet (20) mittels der Haltevorrichtung (80) fixierbar ist, bringbar ist, und wobei die Haltevorrichtung (80) derart ausgebildet ist, dass durch ein Verbringen von der Ausgangs-Stellung (PA) in die Halte-Stellung (PH) der Niet (20) mittels der Haltevorrichtung (80) greifbar ist, und durch ein Verbringen von der Halte-Stellung (PH) in die Ausgangs-Stellung (PA) die Haltevorrichtung (80) von dem Niet (20) lösbar ist, sowie eine solche Stanznietvorrichtung, eine Fertigungsanlage und ein Verfahren zum Betreiben einer Stanznietvorrichtung. The invention relates to a setting unit (70) for a punch riveting apparatus, in which setting unit (70) a rivet (20) can be held, and with a punch (15), by means of which the rivet (20) can be acted upon with force and in a riveting operation in at least one component (11, 12) is insertable, wherein a holding device (80), by operating the holding device (80) in an initial position (P A ) and in a holding position (P H ), in which the rivet (20) by means of the holding device (80) is fixable, can be brought, and wherein the holding device (80) is designed such that by moving from the starting position (P A ) in the holding position (P H ) of the rivet (20) by means of the holding device (80) is tangible, and by a movement of the holding position (P H ) in the initial position (P A ), the holding device (80) of the rivet (20) is releasable, and a such punch riveting apparatus, a manufacturing facility, and a method of operating a punching machine etvorrichtung.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Setzeinheit für eine Stanznietvorrichtung, eine Stanznietvorrichtung mit einer solchen Setzeinheit, eine Fertigungsanlage mit einer solchen Stanznietvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Stanznietvorrichtung.The present invention relates to a setting unit for a punch riveting apparatus, a punch riveting apparatus with such a setting unit, a production facility with such a punch riveting apparatus and a method for operating a punch riveting apparatus.
Stand der TechnikState of the art
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 als Fügeelement 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.Joining methods, such as riveting methods, serve for connecting at least two components which are in particular flat in a connecting region (joining partner). A punch riveting method is characterized, for example, by the fact that pre-punching of the components to be joined together is not required. Rather, a rivet as a joining element by means of a joining tool, which includes a stamp, pressed into the at least two components, which can be ensured by a correspondingly shaped counter-holder, for example. In the form of a die, which cooperates with the joining tool, that the rivet or the components deform in a particular manner to produce a positive and positive connection between the components.
Weiterhin ist bspw. aus der
Bei Nietverfahren ist es für einen automatisierten Betrieb in der Regel nötig, eine Zuführung der Niete, und insbesondere eine auch automatisierte Aufnahme dieser Niete in die Fügevorrichtung zu gewährleisten.In riveting, it is usually necessary for automated operation, a supply of rivets, and in particular to ensure an automated recording of these rivets in the joining device.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Erfindungsgemäß werden eine Setzeinheit, eine Stanznietvorrichtung, eine Fertigungsanlage sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Stanznietvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a setting unit, a punch riveting apparatus, a production facility and a method for operating a punch riveting apparatus with the features of the independent patent claims are proposed. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
Die Erfindung geht aus von einer Setzeinheit, die für eine Stanznietvorrichtung vorgesehen bzw. die zur Verwendung mit einer Stanznietvorrichtung dient. In der Setzeinheit kann dabei ein Niet gehalten werden und sie weist einen Stempel auf, mittels welchem der Niet mit Kraft beaufschlagbar und in einem Nietvorgang in wenigstens ein Bauteil einbringbar ist.The invention is based on a setting unit which is provided for a punch riveting device or which serves for use with a punch riveting device. In the setting unit, a rivet can be held and it has a stamp, by means of which the rivet can be acted upon by force and introduced into at least one component in a riveting operation.
Eine Möglichkeit der Zuführung und Aufnahme im Falle von Stanznietvorrichtungen, auch bei manueller Verarbeitung, ist nun beispielsweise die Verwendung eines Gurts oder Ähnlichem, in dem mehrere Niete in einer vordefinierten Position gehalten werden und in einer Reihe angeordnet sind. Ein solcher Gurt kann dann entsprechend durch die Setzeinheit durchgeführt werden, sodass beispielsweise nach jedem Nietvorgang ein neuer Niet vor dem Stempel platziert wird. Eine Gurtnachführung kann dabei beispielsweise mit der Bewegung der Setzeinheit gekoppelt oder auch separat vorgenommen werden.One way of feeding and receiving in the case of punch riveting devices, even with manual processing, is now, for example, the use of a belt or the like, in which a plurality of rivets are held in a predefined position and arranged in a row. Such a belt can then be carried out in accordance with the setting unit, so that, for example, after each riveting a new rivet is placed in front of the stamp. A Gurtnachführung can be coupled, for example, with the movement of the setting unit or made separately.
Eine weitere Möglichkeit, insbesondere bei größeren Serien und bei automatischer Verarbeitung, ist die Zuführung der Niete über einen Profilschlauch oder Ähnlichem. In einem solchen Profilschlauch können Niete in einer vordefinierten Ausrichtung geführt werden. Der Profilschlauch kann dann an einer geeigneten Stelle in der Setzeinheit angebunden werden, sodass für einen Nietvorgang jeweils ein Niet in der gewünschten Position zugeführt bzw. in die Setzeinheit eingesetzt werden kann.Another possibility, especially for larger series and automatic processing, is the supply of rivets on a profile hose or the like. In such a profile tube rivets can be performed in a predefined orientation. The profile hose can then be connected at a suitable location in the setting unit, so that in each case a rivet can be fed into the desired position or inserted into the setting unit for a riveting operation.
Nachdem der Niet in die Setzeinheit eingebracht wurde, ist es in der Regel nötig, den Niet auch in der Setzeinheit zu halten, bis der Niet beim anschließenden Nietvorgang auf ein Bauteil aufsetzt. Das Fügewerkzeug weist hierbei neben dem Stempel in der Regel einen sog. Niederhalter auf, der den Stempel umgibt und der Führung des Niets beim 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 die Bauteile einzudrücken.After the rivet has been introduced into the setting unit, it is generally necessary to hold the rivet in the setting unit until the rivet touches a component during the subsequent riveting operation. The joining tool has in addition to the stamp usually a so-called. Hold-down, which surrounds the punch and serves to guide the rivet during the riveting process. The hold-down is usually on the component, while the punch is moved relative to the hold-down to press the rivet into the components.
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.To hold the rivet, various measures can now be taken in the holddown. For example, mechanical elements such as spring-loaded half-shells, pressure pieces, rivet slide, flexible fibers, embedded balls or the like may be provided.
Bei den eingangs bereits erwähnten Stanznietvorrichtungen mit Ultraschallunterstützung (bzw. mit entsprechender Schwingungseinkopplung) werden nun jedoch nicht nur der Stempel (bzw. eine entsprechenden Sonotrode, von welcher ein Abschnitt als Stempel dienen kann und in welchen die Schwingungen übertragen werden) und der Niet in Schwingung versetzt, sondern auch die erwähnten, im Niederhalter angeordneten mechanischen Elemente, da diese, um den Niet zu halten und auch um die Führung des Niets zu gewährleisten, mit diesem in mechanischem Kontakt stehen, und darüber auch der Niederhalter selbst. Damit ist der Verschleiß des Niederhalters bzw. der darin angeordneten mechanischen Elemente sehr hoch und insbesondere deutlich höher als bei herkömmlichen Stanznietvorrichtungen.In the case of the above-mentioned stamp riveting devices with ultrasound assistance (or with corresponding vibration coupling), however, not only the stamp (or a corresponding sonotrode, from which a section can serve as a stamp and in which the oscillations are transmitted) and the rivet are vibrated offset, but also mentioned, in the hold-down mechanical elements, as these, in order to hold the rivet and to ensure the guidance of the rivet, are in mechanical contact with this, and about the hold-down itself Hold down or arranged therein mechanical elements very high and in particular significantly higher than conventional punch riveting devices.
Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass für die Setzeinheit eine Haltevorrichtung vorgesehen wird, die durch Betätigung der Haltevorrichtung in eine Ausgangs-Stellung und in eine Halte-Stellung, in welcher der Niet mittels der Haltevorrichtung fixierbar ist, bringbar ist. Die Haltevorrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass durch ein Verbringen von der Ausgangs-Stellung in die Halte-Stellung der Niet mittels der Haltevorrichtung greifbar ist, und dass durch ein Verbringen von der Halte-Stellung in die Ausgangs-Stellung die Haltevorrichtung von dem Niet lösbar ist.According to the invention it is now proposed that a holding device is provided for the setting unit, which can be brought by actuation of the holding device in an initial position and in a holding position in which the rivet is fixable by means of the holding device. The holding device is designed in such a way that the rivet can be gripped by means of the holding device by moving it from the starting position into the holding position, and that the holder can be detached from the rivet by moving from the holding position into the starting position is.
Eine solche Setzeinheit ermöglicht es also, dass der Niet zunächst gegriffen und damit in einer bestimmten Position fixiert wird und in dieser Position zusammen mit der Setzeinheit an die gewünschte Stelle an die zu verbindenden Bauteile gebracht wird. Währenddessen kann sich die Haltevorrichtung in der Halte-Stellung befinden, um den Niet fixiert bzw. in Position zu halten. Falls ein Niederhalter vorgesehen ist, kann durch diesen der Niet umgeben und in Position gehalten werden. Die Haltevorrichtung kann dann in die Ausgangs-Stellung verbracht werden, um sie vom Niet zu lösen. Im bevorzugten Fall einer Ultraschall-Stanznietvorrichtung, die einen Schwingungserzeuger zur Erzeugung von Schwingungen, die auf den Stempel einkoppelbar sind, aufweist, gibt es dann bereits keinen Kontakt mehr zwischen der Haltevorrichtung und dem Niet bzw. dem Stempel (oder der Sonotrode), wenn der Stempel den Niet berührt. Vibriert der Stempel zu diesem Zeitpunkt noch nicht, ist auch ein Fixieren des Niets zwischen Stempel und Bauteil vorteilhaft. Beim Nietvorgang auf den Niet eingekoppelte Schwingungen werden damit nicht auf die Haltevorrichtung übertragen und diese ist einem deutlich geringeren Verschleiß ausgesetzt. Ebenso wird Verschleiß an der Außenfläche des Stempels, die bislang an den erwähnten mechanischen Elementen entlang geführt wurde, vermieden. Es sei erwähnt, dass eine solche Haltevorrichtung auch bei Stanznietvorrichtungen ohne Schwingungseinkopplung eine einfache und schnelle Aufnahme und Positionierung des Niets erlaubt.Such a setting unit thus makes it possible that the rivet is first gripped and thus fixed in a certain position and is brought in this position together with the setting unit to the desired location on the components to be connected. Meanwhile, the holding device may be in the holding position to fix the rivet in position. If a hold-down is provided, it can be surrounded by the rivet and held in position. The fixture can then be moved to the home position to release it from the rivet. In the preferred case of an ultrasonic punch riveting apparatus having a vibration generator for generating vibrations which can be coupled to the punch, there is already no contact between the holding device and the rivet or the punch (or the sonotrode) when the Stamp touches the rivet. If the punch does not vibrate at this time, fixing the rivet between the punch and the component is also advantageous. During the riveting process coupled to the rivet vibrations are thus not transferred to the fixture and this is exposed to significantly less wear. Likewise, wear on the outer surface of the punch, which was previously performed on the mentioned mechanical elements, avoided. It should be noted that such a holding device allows a simple and quick picking up and positioning of the rivet even with punch riveting devices without vibration coupling.
Vorzugsweise ist die Haltevorrichtung derart mechanisch mit dem Stempel gekoppelt, dass die Haltevorrichtung durch eine Bewegung des Stempels und/oder bei einem Erreichen einer jeweils vorbestimmten Position des Stempels in die Halte-Stellung und/oder in die Ausgangs-Stellung bringbar ist. Hierzu kann ein geeignetes Gestänge oder dergleichen vorgesehen sein. Denkbar sind auch Führungen entlang geeigneter Konturen oder dergleichen. Insbesondere kann die Haltevorrichtung hierzu wenigstens ein Federelement aufweisen, welches durch die Bewegung des Stempels und/oder bei dem Erreichen der jeweils vorbestimmten Position des Stempels betätigbar ist, um die Haltevorrichtung in die Halte-Stellung und/oder in die Ausgangs-Stellung zu bringen. Eine solche mechanische Kopplung ermöglicht eine wartungsarme Haltevorrichtung.Preferably, the holding device is mechanically coupled to the punch, that the holding device can be brought by a movement of the punch and / or upon reaching a respective predetermined position of the punch in the holding position and / or in the initial position. For this purpose, a suitable linkage or the like may be provided. Also conceivable are guides along suitable contours or the like. In particular, the holding device for this purpose may comprise at least one spring element, which is actuated by the movement of the punch and / or upon reaching the respective predetermined position of the punch to bring the holding device in the holding position and / or in the initial position. Such a mechanical coupling allows a low-maintenance holding device.
Alternativ ist es bevorzugt, wenn die Haltevorrichtung wenigstens einen Aktor aufweist, mittels welchem die Haltevorrichtung in die Halte-Stellung und/oder in die Ausgangs-Stellung bringbar ist. Solche Aktoren können als elektro-mechanischer oder als druckluft-betätigter Aktor ausgebildet sein. Hier kann dann eine Ansteuerung der Aktoren mittels nötiger elektrische Signale bzw. Druckluft ebenfalls an eine Bewegung bzw. Position des Stempels gekoppelt werden. Die Betätigung der Haltevorrichtung kann auf diese Weise jedoch variabler ausgestaltet werden.Alternatively, it is preferred if the holding device has at least one actuator, by means of which the holding device can be brought into the holding position and / or into the starting position. Such actuators may be designed as electro-mechanical or as a compressed air-actuated actuator. Here, a control of the actuators by means of necessary electrical signals or compressed air can also be coupled to a movement or position of the punch. However, the operation of the holding device can be made more variable in this way.
Vorteilhafterweise weist die Setzeinheit weiterhin einen Niederhalter auf, der den Stempel wenigstens teilweise umgibt. Damit können einerseits die Bauteile fixiert werden, anderseits kann jedoch auch der Niet in Position gehalten werden, nachdem die Haltevorrichtung vom Niet gelöst wurde. Der Niederhalter kann dabei beispielsweise geeignete Ausnehmungen zur Durchführung von Teilen der Haltevorrichtung aufweisen, um diese bis zum Niet heranzuführen.Advantageously, the setting unit further comprises a hold-down, which at least partially surrounds the stamp. Thus, on the one hand, the components can be fixed, on the other hand, however, the rivet can be held in position after the holding device has been released from the rivet. The hold-down device may, for example, have suitable recesses for the passage of parts of the holding device in order to bring them up to the rivet.
Gegenstand der Erfindung sind weiterhin eine Stanznietvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Setzeinheit, eine Fertigungsanlage mit einer solchen Stanznietvorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Stanznietvorrichtung mit einer solchen Setzeinheit.The invention furthermore relates to a punch rivet device with a setting unit according to the invention, to a production system with such a punch riveting device, and to a method for operating a punch riveting device with such a setting unit.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zum Betreiben einer Stanznietvorrichtung mit einer Setzeinheit, in welcher ein Niet gehalten werden kann, und mit einem Stempel, mittels welchem der Niet mit Kraft beaufschlagbar und in einem Nietvorgang in wenigstens ein Bauteil einbringbar ist, wird der Niet mittels einer Haltevorrichtung gegriffen und dann fixiert. Anschließend wird die Setzeinheit in Richtung des wenigstens einen Bauteils bewegt, wobei, nachdem der Niet eines der Bauteile berührt, die Haltevorrichtung von dem Niet gelöst wird. Anschließend wird der Niet mittels des Stempels mit Kraft beaufschlagt und in das wenigstens eine Bauteil gedrückt.In the proposed method for operating a punch riveter with a setting unit, in which a rivet can be held, and with a punch, by means of which the rivet can be acted upon by force and in a riveting operation in at least one component can be introduced, the rivet is gripped by means of a holding device and then fixed. Subsequently, the setting unit is moved in the direction of the at least one component, wherein, after the rivet touches one of the components, the holding device is released from the rivet. Subsequently, the rivet is acted upon by means of the punch with force and pressed into the at least one component.
Insbesondere wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren eine erfindungsgemäße Stanznietvorrichtung verwendet, wobei dann die Haltevorrichtung von der Ausgangs-Stellung in die Halte-Stellung gebracht wird, um den Niet zu greifen, und die Haltevorrichtung in die Ausgangs-Stellung gebracht wird, um sie von dem Niet zu lösen, insbesondere bevor der (vibrierende) Stempel den Niet berührt bzw. bevor der Stempel zu vibrieren beginnt. Im letzteren Fall wäre auch das Fixieren des Niets nach dem Lösen der Haltevorrichtung durch den Stempel, der den Niet gegen das Bauteil drückt, möglich.In particular, in the proposed method, a punch riveting apparatus according to the invention is used, in which case the holding device is brought from the starting position to the holding position to grip the rivet, and the holding device is brought into the starting position to remove it from the rivet in particular before the (vibrating) punch touches the rivet or before the punch begins to vibrate. In the latter case would be Also, the fixing of the rivet after releasing the holding device by the punch, which presses the rivet against the component, possible.
Hinsichtlich der weiteren Ausgestaltungen und Vorteile der Stanznietvorrichtung, der Fertigungsanlage sowie des Verfahrens sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf obige Ausführungen zur erfindungsgemäßen Setzeinheit verwiesen.With regard to the further refinements and advantages of the punch riveting apparatus, the production plant and the method, reference is made to the above statements on the setting unit according to the invention in order to avoid repetition.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the accompanying drawings.
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.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is illustrated schematically by means of exemplary embodiments in the drawing and will be described in detail below with reference to the drawing.
Figurenlistelist of figures
-
1 zeigt schematisch eine Stanznietvorrichtung mit einem Profilschlauch zur Zuführung von Nieten.1 shows schematically a punch riveting with a profile hose for supplying rivets. -
2 zeigt verschiedene Möglichkeiten zur Halterung eines Niets in einer Setzeinheit einer Stanznietvorrichtung.2 shows various possibilities for holding a rivet in a setting unit of a punch riveting device. -
3 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Ultraschall-Stanznietvorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform.3 schematically shows an ultrasonic punch riveting apparatus according to the invention in a preferred embodiment. -
4 zeigt schematisch eine Fertigungsanlage in einer bevorzugten Ausführungsform.4 schematically shows a manufacturing plant in a preferred embodiment. -
5 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Setzeinheit in einer bevorzugten Ausführungsform.5 schematically shows a setting unit according to the invention in a preferred embodiment. -
6 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Setzeinheit in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.6 schematically shows a setting unit according to the invention in a further preferred embodiment.
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing
In
Die Stanznietvorrichtung
Bei dem Antrieb
Ebenfalls ist der Niederhalter
Auf der dem Stempel
Der Niet
Weiterhin ist an dem Niederhalter
In
In
In
In
Den in den
In
Die Ultraschall-Stanznietvorrichtung
Der Stempel
An dem Antrieb
In
Die Fertigungsanlage
Weiterhin ist ein Vorratsbehältnis
In
Die Setzeinheit
Die Setzeinheit
Zudem wird bei einer Bewegung des Stempels
Dann kann der Nietvorgang, bei dem der Niet
Es versteht sich, dass die Federkräfte der Federn
In
Diese Halteelemente
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Publication number | Publication date |
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EP3381581A1 (en) | 2018-10-03 |
EP3381581B1 (en) | 2021-01-27 |
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