DE10258928A1 - Swash joining device - Google Patents

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DE10258928A1
DE10258928A1 DE2002158928 DE10258928A DE10258928A1 DE 10258928 A1 DE10258928 A1 DE 10258928A1 DE 2002158928 DE2002158928 DE 2002158928 DE 10258928 A DE10258928 A DE 10258928A DE 10258928 A1 DE10258928 A1 DE 10258928A1
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wobble
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DE2002158928
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Jochen Hain
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    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
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    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
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    • B21J15/32Devices for inserting or holding rivets in position with or without feeding arrangements
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    • B21J15/00Riveting
    • B21J15/10Riveting machines
    • B21J15/36Rivet sets, i.e. tools for forming heads; Mandrels for expanding parts of hollow rivets

Abstract

Es wird vorgeschlagen eine Vorrichtung (10; 114) zum Taumelfügen von wenigstens zwei plattenförmigen Werkstücken (52, 54), insbesondere Blechen, aneinander, mit einem Grundgestell (12; 115), einem Stempel (74), der mittels eines Axialantriebs (28, 30, 22; 118) entlang einer Fügehauptachse (56) auf die Werkstücke (52, 54) zu bzw. von diesen wegbewegbar ist und der mittels eines Taumelantriebs (28, 30, 34, 70; 110) in eine Taumelbewegung um die Fügehauptachse (56) herum versetzbar ist, und einem Gegenhalter (18) auf der dem Stempel (74) gegenüberliegenden Seite der Werkstücke (52, 54). DOLLAR A Dabei sind der Stempel (74) und wenigstens ein Taumelgetriebe (70) des Taumelantriebs (28, 30, 34, 70; 120) an einem Fügekopf (26; 116) gelagert, der an einem Ende eines ersten Armes (24) angeordnet ist, der sich quer zur Fügehauptachse (56) erstreckt, und dass der Gegenhalter (18) an einem Ende eines zweiten Armes (16) angeordnet ist, der sich quer zur Fügehauptachse (56) erstreckt, wobei der erste und der zweite Arm (24, 16) an dem Grundgestell (12; 115) gelagert sind.The invention relates to a device (10; 114) for wobbling together at least two plate-shaped workpieces (52, 54), in particular metal sheets, with a base frame (12; 115), a punch (74), which is operated by means of an axial drive (28, 30, 22; 118) can be moved towards and away from the workpieces (52, 54) along a main joining axis (56) and by means of a wobble drive (28, 30, 34, 70; 110) into a wobbling movement around the main joining axis ( 56) can be moved around, and a counter-holder (18) on the side of the workpieces (52, 54) opposite the punch (74). DOLLAR A The punch (74) and at least one wobble mechanism (70) of the wobble drive (28, 30, 34, 70; 120) are mounted on a joining head (26; 116) which is arranged on one end of a first arm (24) which extends transversely to the main joining axis (56), and that the counter-holder (18) is arranged at one end of a second arm (16) which extends transversely to the main joining axis (56), the first and second arms (24 , 16) are mounted on the base frame (12; 115).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Taumelfügen von wenigstens zwei plattenförmigen Werkstücken, insbesondere Blechen, aneinander, mit
    • – einem Grundgestell,
    • – einem Stempel, der mittels eines Axialantriebs entlang einer Fügehauptachse auf die Werkstücke zu bzw. von diesen weg bewegbar ist und der mittels eines Taumelantriebs in eine Taumelbewegung um die Fügehauptachse herum versetzbar ist, und
    • – einem Gegenhalter auf der dem Stempel gegenüberliegenden Seite der Werkstücke.
    The present invention relates to a device for wobbling together at least two plate-shaped workpieces, in particular metal sheets
    • - a base frame,
    • A stamp which can be moved towards or away from the workpieces by means of an axial drive along a main joining axis and which can be set into a wobbling movement around the main joining axis by means of a wobble drive, and
    • - A counterholder on the side of the work piece opposite the punch.
  • Eine derartige Taumelfügevorrichtung ist bekannt aus der DE 100 32 816 A1 .Such a wobble joining device is known from the DE 100 32 816 A1 ,
  • Zum Fügen zweier plattenförmiger Werkstücke, insbesondere von Metallblechen, aneinander, sind diverse Verfahren bekannt.For joining two plate-shaped workpieces, in particular of metal sheets, to each other, various methods are known.
  • Beispiele solcher Verfahren sind Punktschweißen, Nieten sowie das Bolzenschweißen. Im letzteren Fall wird an einem der Bleche eine Mutter aufgeschweißt und die Werkstücke werden aneinandergeschraubt.Examples of such methods are Spot welding, Riveting as well as stud welding. In the latter case, a nut is welded onto one of the sheets and the workpieces are screwed together.
  • Neben den klassischen Nietverfahren, bei denen die Werkstücke vorab mit Bohrungen zu versehen sind, ist seit einigen Jahren das sog. Stanznieten im Einsatz. Beim Stanznieten werden in der Regel Halbhohlniete, aber auch Hohlniete und Vollniete verwendet, die mittels eines Stempels in die zwei oder mehr Werkstücke hineingepresst werden, ohne dass vorher eine Bohrung gesetzt wird. Dabei biegt sich die hohlzylindrische Stirnseite des Nietelementes während des Fügevorganges auf und verbindet so die zwei Werkstücke "quasi formschlüssig". Obgleich es Stanznietelemente gibt, die durchgehend hohl ausgebildet sind (vgl. DE 100 32 816 A1 ), so werden derzeit überwiegend sog. Halbhohlnietelemente verwendet, deren Kopfseite geschlossen ist (vgl. beispielsweise DE 199 27 103 A1 ).In addition to the classic riveting processes, in which the workpieces have to be drilled beforehand, so-called punch riveting has been in use for several years. In the case of punch riveting, semi-hollow rivets are generally used, but also hollow rivets and full rivets, which are pressed into the two or more workpieces by means of a punch without a hole having to be drilled beforehand. The hollow cylindrical end face of the rivet element bends during the joining process and thus connects the two workpieces "in a quasi positive manner". Although there are punch rivet elements that are hollow throughout (cf. DE 100 32 816 A1 ), so-called semi-tubular rivet elements are currently predominantly used, the top of which is closed (cf. for example DE 199 27 103 A1 ).
  • Ferner ist es bekannt, zwei plattenförmige Werkstücke mittels des sog. Durchsetzfügens ("Clinchen") zu verbinden. Dabei wird an dem unteren Werkstück eine Hohlmatrize als Gegenhalter ange ordnet. Von oben wird ein Stempel in die zwei Werkstücke hineingedrückt, so dass eine durch beide Werkstücke verlaufende Vertiefung darin eingepresst wird. Beispielhaft wird zu diesem Stand der Technik auf die Druckschriften DE 198 40 780 A1 , DE 199 29 778 A1 sowie DE 199 45 743 A1 verwiesen.Furthermore, it is known to connect two plate-shaped workpieces by means of so-called clinching. A hollow die is arranged on the lower workpiece as a counter-holder. A stamp is pressed into the two workpieces from above, so that a depression running through both workpieces is pressed therein. Examples of this prior art are found in the publications DE 198 40 780 A1 . DE 199 29 778 A1 such as DE 199 45 743 A1 directed.
  • Schließlich ist als weitere Verbindungstechnik das sog. Taumelnietclinchen bekannt. Hierbei handelt es sich um eine Art Kombination des Taumelstanznietens und des Durchsetzfügens. Mittels eines Stempels wird dabei ein massives Vollelement in die Werkstückanordnung eingepresst, wobei an der Unterseite der Werkstückanordnung wiederum ein Gegenhalter angeordnet ist. Das Vollnietelement verbleibt in der umgeformten Werkstückanordnung als eine Art "verlorener Stempel". Hinsichtlich dieses Standes der Technik wird beispielhaft verwiesen auf die DE 101 02 712 A1 .Finally, the so-called wobble rivet is known as a further connection technique. This is a kind of combination of wobble punch riveting and clinching. A solid solid element is pressed into the workpiece arrangement by means of a stamp, a counter-holder being arranged on the underside of the workpiece arrangement. The full rivet element remains in the deformed workpiece arrangement as a kind of "lost stamp". With regard to this prior art, reference is made to the DE 101 02 712 A1 ,
  • Die drei beschriebenen Fügeverfahren sind sämtlich quasi formschlüssige Verbindungen und gehören zu dem Gebiet der mechanischen Fügetechnik, auch umformtechnische Fügetechnologie genannt.The three joining processes described are all quasi form-fitting Connections and belong to the field of mechanical joining technology, also forming technology joining technology called.
  • Die zum Herstellen der Fügeverbindung notwendigen Axialkräfte in Fügehauptrichtung sind dabei in der Regel beträchtlich. Für alle drei Verfahren sind daher Abwandlungen dieser Technologie entwickelt worden, bei denen der Stempel der Fügevorrichtung taumelartig bewegt wird. Hierdurch lassen sich die hohen Fügekräfte um ein Vielfaches reduzieren. Die oben angegebenen Dokumente arbeiten sämtlich nach dem Taumelverfahren.The one for making the joint necessary axial forces in the main joining direction are usually considerable. For all three methods have therefore developed variations of this technology been in which the stamp of the joining device moved like a wobble becomes. This enables the high joining forces to be reduced many times over. The above documents all work according to the wobble process.
  • Dabei ist es sowohl bekannt, den Stempel um einen Winkel in bezug auf die Fügehauptachse zu neigen und auf einer Kreisbahn um diese Achse rotieren zu lassen. Dies wird häufig auch als Taumelfügen bezeichnet. Bei einer anderen Ausführungsform beschreibt der Stempel eine Rosettenbahn (Hypozykloide), wobei als Taumelgetriebe häufig ein Planetengetriebe verwendet wird. Diese Technik wird auch als Orbitalfügen bezeichnet. Im vorliegenden Zusammenhang werden diese Arten von Bewegungen generell unter dem Begriff "Taumelfügen" zusammengefasst. Entscheidend ist dabei, dass der Stempel keine rein axiale Bewegung vollzieht, sondern sowohl eine Axialbewegung als auch eine Bewegung, bei der der Stempel bezüglich der Fügehauptachse geneigt ist.It is both known that Stamp to incline at an angle with respect to the main axis of the joint and to rotate on a circular path around this axis. this will frequently also as wobble joining designated. In another embodiment, the stamp describes a rosette (hypocycloid), often used as a wobble mechanism Planetary gear is used. This technique is also known as orbital joining. In the present context, these types of movements are general summarized under the term "wobble joining". It is crucial that the punch does not move purely axially but an axial movement as well as a movement which the stamp regarding the main axis of the joint is.
  • Nichtsdestotrotz sind auch beim Taumelfügen die in Axialrichtung auftretenden Kräfte nicht unerheblich. Die bislang hergestellten Vorrichtungen sind von einer relativ massiven stationären Bauart. Zudem werden diese bekannten Taumelfügevorrichtungen in der Regel lediglich zur Verbindung von durchgehend ebenen Werkstücken verwendet. Sobald die plattenförmigen Bauelemente gebogen sind, gestaltet sich der Fügevorgang schwierig oder ist sogar unmöglich. Dies gilt insbesondere deswegen, weil die Taumelfügevorrichtungen im Bereich der Fügestelle recht voluminös aufbauen, insbesondere aufgrund des notwendigen Taumelgetriebes.Nonetheless, they are also with the wobble joining forces occurring in the axial direction not insignificant. The devices manufactured so far are of a relatively massive stationary design. In addition, these known wobble joining devices usually only used to connect continuously flat workpieces. Once the plate-shaped Components are bent, the joining process is difficult or difficult even impossible. This is especially true because the wobble joining devices in the area of the joint quite voluminous build up, especially due to the necessary wobble gear.
  • Schließlich sind die bekannten Vorrichtungen jeweils ausschließlich zum Taumelstanznieten, zum Clinchen oder zum Taumelnietclinchen ausgelegt. Der Fügevorgang selbst ist arbeitsaufwendig, da die jeweiligen Nietelemente in der Regel zunächst von Hand zu positionieren sind.Finally, the known devices each exclusively for wobble punch riveting, clinching or wobble riveting designed. The joining process itself is labor intensive because the respective rivet elements in the Usually from Are to be positioned by hand.
  • Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Taumelfügevorrichtung anzugeben.In contrast, it is the object of the present invention to provide an improved wobble to indicate direction.
  • Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die eingangs genannte Taumelfügevorrichtung gelöst, wobei der Stempel und wenigstens ein Taumelgetriebe des Taumelantriebs an einem Fügekopf gelagert sind, der an einem Ende eines ersten Armes angeordnet ist, der sich quer zur Fügehauptachse erstreckt, und wobei der Gegenhalter an einem Ende eines zweiten Armes angeordnet ist, der sich quer zur Fügehauptachse erstreckt, wobei der erste und der zweite Arm an dem Grundgestell gelagert sind.This task is carried out according to a first aspect of the present invention by the aforementioned Swash joining device solved, wherein the stamp and at least one wobble mechanism of the wobble drive on a joining head are mounted, which is arranged at one end of a first arm, the transversely to the main joining axis extends, and wherein the counter-holder at one end of a second Armes is arranged, which extends transversely to the main axis of joining, wherein the first and second arms are mounted on the base frame.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Taumelfügevorrichtung ist es möglich, die Taumelfügevorrichtung universell zu verwenden.Due to the configuration of the Swash joining device Is it possible, the wobble joining device to be used universally.
  • Die obige Aufgabe wird ferner gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch die eingangs genannte Taumelfügevorrichtung gelöst, wobei der Stempel und wenigstens ein Taumelgetriebe des Taumelantriebs an einem Fügekopf gelagert sind, wobei der Fügekopf einen auf das obere plattenförmige Werkstück auf setzbaren Niederhalter aufweist, der mittels einer elastischen Einrichtung gegenüber dem Fügekopf in Fügehauptrichtung vorgespannt ist, und wobei das Taumelgetriebe oberhalb der elastischen Einrichtung angeordnet ist.The above object is further according to a second Aspect of the present invention by the aforementioned wobble joining device solved where the stamp and at least one wobble mechanism of the wobble drive on a joining head are stored, the joining head one on top of the plate workpiece has settable hold-down, which by means of an elastic Facing facility the joining head in the main joining direction is biased, and the wobble mechanism above the elastic Device is arranged.
  • Mit dieser Ausführungsform ist das Taumelgetriebe an dem Fügekopf relativ weit von der Fügestelle entfernt angeordnet. Demzufolge baut der Fügekopf im Bereich der Fügestelle klein. Die Taumelfügevorrichtung kann folglich auch in Situationen verwen det werden, bei denen die plattenförmigen Werkstücke benachbart zu der Fügestelle gebogen sind.With this embodiment, the wobble mechanism on the joining head relatively far from the joint arranged away. As a result, the joint head builds in the area of the joint small. The wobble joining device can therefore also be used in situations where the disc-shaped workpieces adjacent to the joint are bent.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe gelöst durch die eingangs genannte Taumelfügevorrichtung, wobei die Taumelfügevorrichtung zum Taumelfügen mittels Hilfsfügeelementen, wie z.B. Nietelementen, ausgebildet ist.According to a third aspect of The present invention achieves the above object by initially mentioned wobble joining device, the wobble assembly for wobble joining by means of auxiliary joining elements, such as. Rivet elements is formed.
  • Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die obige Aufgabe durch die eingangs genannte Taumelfügevorrichtung gelöst, wobei der Stempel und wenigstens ein Taumelgetriebe des Taumelantriebs an einem Fügekopf gelagert sind und wobei an dem Grundgestell eine Mehrzahl unterschiedlicher Gegenstücke befestigbar ist, die für unterschiedliche Fügeverfahren ausgelegt sind, die Taumelstanznieten, Taumelclinchen und Taumelnietclinchen beinhalten.According to a fourth aspect of The present invention achieves the above object through the introduction called wobble joining device solved, wherein the stamp and at least one wobble mechanism of the wobble drive on a joining head are stored and with a plurality of different on the base frame counterparts is attachable for different joining processes are designed, the wobble punch rivets, wobble rivets and wobble rivets include.
  • Durch diese Maßnahme lässt sich die gleiche Grundvorrichtung für unterschiedliche Taumelfügeverfahren verwenden. Wenn der Taumelantrieb nicht gestartet wird, kann die Vorrichtung auch zum Stanznieten bzw. Clinchen verwendet werden.This measure allows the same basic device for different Swash joining methods use. If the wobble drive is not started, the Device can also be used for punch riveting or clinching.
  • Es versteht sich, dass die Erfindungen gemäß dem ersten bis vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise miteinander kombiniert werden können. Dabei sind beliebige Kombinationen von nur zwei oder auch mehr Aspekten der vorliegenden Erfindung möglich.It is understood that the inventions according to the first to fourth aspect of the present invention in an advantageous manner can be combined with each other. Any combination of just two or more aspects are possible of the present invention possible.
  • Bei der Taumelfügevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es besonders bevorzugt, wenn der Axial antrieb in das Grundgestell integriert und dazu ausgelegt ist, den ersten Arm und den zweiten Arm aufeinander zu bzw. weg zu bewegen.In the wobble joining device according to the first Aspect of the present invention, it is particularly preferred if the axial drive is integrated in the base frame and designed for this is, the first arm and the second arm towards or away from each other to move.
  • Durch diese Ausführungsform lässt sich die Masse und das Volumen des Fügekopfes verringern. Hierdurch lässt sich die Taumelfügevorrichtung auch an unzugänglicheren Stellen einsetzen. Durch die geringere Masse des Fügekopfes können die Arme bei gleicher Stabilität ebenfalls leichter ausgebildet werden.This embodiment allows the mass and volume of the joining head reduce. This leaves the wobble joining device even more inaccessible Use positions. Due to the lower mass of the joining head can the arms with the same stability can also be trained more easily.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Taumelantriebsmotor des Taumelantriebs in das Grundgestell integriert und über ein Koppelgetriebe mit dem Taumelgetriebe in dem Fügekopf gekoppelt.According to another preferred embodiment according to the first Aspect of the present invention is a wobble drive motor of the Swash drive integrated into the base frame and over one Coupling gear coupled to the wobble gear in the joining head.
  • Durch diese Ausführungsform wird die Masse und das Volumen des Fügekopfes noch weiter verringert, mit den sich daraus ergebenden Vorteilen.With this embodiment, the mass and the volume of the joining head reduced even further, with the resulting benefits.
  • Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Koppelgetriebe ein Umschlingungsgetriebe aufweist, das sich entlang des ersten Armes erstreckt.It is particularly advantageous if the coupling transmission has a belt transmission, the extends along the first arm.
  • Auf diese Weise kann die Motorleistung des Taumelantriebsmotors auf effiziente und gewichtssparende Weise zu dem Fügekopf übertragen werden.In this way, the engine performance of the wobble drive motor in an efficient and weight-saving manner transferred to the joining head become.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sind der erste Arm und der zweite Arm an dem Grundgestell starr miteinander gekoppelt.According to an alternative embodiment according to the first Aspects of the invention are the first arm and the second arm on the Base frame rigidly coupled together.
  • Dabei sind der Taumelantrieb und der Axialantrieb vorzugsweise in den Fügekopf integriert.Here are the wobble drive and the axial drive is preferably integrated in the joining head.
  • Diese Ausführungsform ist konstruktiv günstig zu realisieren.This embodiment is constructive Cheap to realize.
  • Insgesamt ist es bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung von Vorteil, wenn ein Axialantriebsmotor des Axialantriebs und ein Taumelantriebsmotor des Taumelantriebs durch denselben Motor gebildet sind.Overall, it is with the first aspect of the present invention is advantageous when an axial drive motor of the axial drive and a wobble drive motor of the wobble drive are formed by the same engine.
  • Hierdurch kann die Taumelfügevorrichtung insgesamt ein geringeres Gewicht und geringeres Volumen erhalten. Dabei können geeignete Kupplungen und/oder Getriebe vorhanden sein, um die Leistung des Motors für den Axialantrieb und den Taumelantrieb zu verzweigen.This allows the wobble joining device as a whole get a lower weight and volume. Suitable can Clutches and / or gears may be present to improve the performance of the Motors for to branch the axial drive and the wobble drive.
  • Von besonderem Vorzug ist es ferner, wenn ein Axialantriebsmotor des Axialantriebs ein Elektromotor ist.It is also particularly preferred when an axial drive motor of the axial drive is an electric motor.
  • Dieser lässt sich leicht ansteuern und benötigt zur Energiezufuhr lediglich ein elektrisches Versorgungsnetz.This is easy to control and needed only an electrical supply network for energy supply.
  • Insgesamt ist es bei dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ferner von Vorteil, wenn das Grundgestell an einem Roboterarm eines Roboters festgelegt ist.Overall, it is with the first aspect the present invention also advantageous when the base frame is attached to a robot arm of a robot.
  • Hierdurch lässt sich die Taumelfügevorrichtung beispielsweise auch im industriellen Montagebereich, insbesondere bei der Kfz-Karosserieherstellung, einsetzen. Denn bei diesem Anwendungsgebiet ist es notwendig, die jeweilige Fügevorrichtung in beliebigen Raumlagen auch an unzugängliche Stellen zu versetzen.As a result, the wobble joining device can also be used, for example, in industrial assembly use area, especially in the automotive body manufacturing. Because in this area of application it is necessary to move the respective joining device to any inaccessible places in any spatial position.
  • Bei dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, wenn die elastische Einrichtung ein Federpaket aufweist.In the second aspect of the present Invention, it is advantageous if the elastic device Spring package has.
  • Hierdurch lässt sich die elastische Vorspannung des Niederhalters auf konstruktiv einfache Weise realisieren.This allows the elastic preload of the hold-down device in a structurally simple manner.
  • Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn der Stempel durch das Federpaket hindurchgeführt ist.It is particularly advantageous when the stamp is passed through the spring assembly.
  • Durch diese Maßnahme ist es möglich, den Fügekopf im Bereich der Fügestelle besonders schlank auszubilden, so dass Fügeverbindungen auch an unzugänglichen Stellen realisierbar sind.By this measure, it is possible to the joining head in Area of the joint to be particularly slim, so that joint connections are made even in inaccessible areas Positions are realizable.
  • Bei dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es von Vorteil, wenn der Fügekopf eine Halteeinrichtung für ein Hilfsfügeelement aufweist.In the third aspect of the present Invention it is advantageous if the joining head is a holding device for a Auxiliary joining element having.
  • Hierdurch ist es möglich, zunächst ein Hilfsfügeelement in dem Fügekopf mittels der Halteeinrichtung festzulegen. Das Hilfsfügeelement muss daher nicht von Hand zwischen Stempel und Werkstückanordnung positioniert werden.This makes it possible to start one Auxiliary joining element in the joining head by means of the holding device. The auxiliary joining element therefore does not have to be manually between the punch and the workpiece arrangement be positioned.
  • Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die Halteeinrichtung wenigstens zwei in Radialrichtung elastisch vorgespannte Backen aufweist, die dazu ausgelegt sind, radial an dem Hilfsfügeelement anzugreifen.It is particularly advantageous if the holding device is elastic at least two in the radial direction has biased jaws which are designed to be radial to attack the auxiliary joining element.
  • Durch die radial vorgespannten Backen ist es möglich, das Nietelement in der Halteeinrichtung zu halten, ohne dass die Halteeinrichtung motorisch zu bewegen ist.Through the radially pre-stressed jaws Is it possible, to hold the rivet element in the holding device without the Holding device is to be moved by a motor.
  • Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die Backen mittels eines elastischen Ringelementes vorgespannt sind, das an den Backen angreift, vorzugsweise von außen an den Backen.It is particularly advantageous when the jaws are biased by means of an elastic ring element are attacking the jaws, preferably from the outside to the To bake.
  • Durch diese Maßnahme lässt sich die elastische Vorspannung der Backen auf konstruktiv einfache Weise realisieren.This measure allows the elastic pre-tension realize the jaws in a structurally simple manner.
  • Von besonderem Vorteil ist es bei dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ferner, wenn die wenigstens zwei Backen in Radialrichtung schwimmend gelagert sind.It is particularly advantageous for the third aspect of the present invention when the at least two jaws are floating in the radial direction.
  • Hierdurch wird erreicht, dass die Halteeinrichtung, und damit das Hilfsfügeelement, durch den Stempel zentriert werden kann. Ferner ermöglicht die schwimmende Lagerung, dass der durch die Halteeinrichtung, also zwischen den Backen hindurch tretende Stempel, Taumelbewegungen vollziehen kann, ohne die Halteeinrichtung zu beschädigen.This ensures that the Holding device, and thus the auxiliary joining element, by the stamp can be centered. Furthermore, the floating storage enables that through the holding device, that is, between the jaws kicking stamp, wobble without the holding device to damage.
  • Ferner ist es von Vorteil, wenn die Backen einen Halteabschnitt für das Hilfsfügeelement aufweisen und wenn sich die Backen oberhalb des Halteabschnittes konisch aufweiten.It is also advantageous if the Bake a holding section for the auxiliary joining element and if the jaws are above the holding section expand conically.
  • Hierdurch lässt sich zum einen alternativ zu der Stempelzentrierung oder zusätzlich hierzu die Halteeinrichtung zentrieren. Ferner ist das Einführen des Stempels von oben in die Halteeinrichtung hinein erleichtert.On the one hand, this can be used as an alternative to the punch centering or in addition to this the holding device Center. Furthermore, the introduction of the Stamp relieved from above into the holding device.
  • Insgesamt ist es bei dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ferner von Vorteil, wenn der Fügekopf eine Zuführeinrichtung zum Zuführen von Hilfsfügeelementen in die Halteeinrichtung aufweist.Overall, it's the third Aspect of the present invention also advantageous if the joining head a feeding to feed of auxiliary joining elements has in the holding device.
  • Durch diese Maßnahme lässt sich der Vorgang des Einsetzens eines Hilfsfügeelementes in die Halteeinrichtung automatisieren.This measure enables the process of insertion an auxiliary joining element automate in the holding device.
  • Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Zuführeinrichtung einen Kanal in den Fügekopf hinein aufweist, der oberhalb der Halteeinrichtung mündet.It is particularly advantageous if the feeder a channel into the joining head has, which opens above the holding device.
  • Hierdurch ist es möglich, die Hilfsfügeelemente von oben in die Halteeinrichtung hinein einzuführen.This makes it possible to Auxiliary joining elements to be inserted into the holding device from above.
  • Bei der Ausführungsform mit radial vorgespannten Backen nimmt das Hilfsfügeelement dann den gleichen Weg in die Halteeinrichtung hinein wie der Stempel.In the embodiment with radially prestressed Baking takes the auxiliary joining element then the same way into the holding device as the stamp.
  • Dabei ist es ferner von Vorteil, wenn der Kanal von schräg oben auf die Halteeinrichtung zu ausgerichtet ist.It is also an advantage if the channel from oblique is aligned at the top of the holding device.
  • Hierdurch ist es möglich, die Hilfsfügeelemente von oben in die Halteeinrichtung in annähernd richtiger axialer Ausrichtung einzuführen. Es müssen keine Mittel vorhanden sein, um das Hilfsfügeelement innerhalb des Fügekopfes zu wenden.This makes it possible to Auxiliary joining elements from above into the holding device in approximately correct axial alignment introduce. It doesn't have to Means are present to the auxiliary joining element within the joining head to turn.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Zuführeinrichtung ein Zuführrohr auf, das in den Kanal einführbar ist.According to another preferred embodiment according to the third Aspect of the present invention, the feed device has a feed tube, that insertable into the channel is.
  • Hierdurch ist es möglich, das Hilfsfügeelement lagerichtig geführt unmittelbar bis zu der Halteeinrichtung bzw. in die Halteeinrichtung hinein zu führen.This makes it possible to Auxiliary joining element guided in the correct position directly up to the holding device or into the holding device to lead into it.
  • Dabei ist der Stempel entweder aus der Halteeinrichtung zurückziehbar. Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn der Stempel in einer Ruheposition des Fügekopfes von der Oberseite der Halteeinrichtung beabstandet ist, um das Hilfsfügeelement kollisionsfrei zuführen zu können. Hierbei wird der Stempel dann in die Halteeinrichtung eingeführt, indem der Niederhalter beim Aufsetzen auf die Werkstückanordnung relativ zu dem axial festgelegten Stempel versetzt wird.The stamp is either out the holding device retractable. However, it is particularly preferred if the stamp is in a rest position of the joining head is spaced from the top of the holding device to the auxiliary joining element Feed collision-free to be able to. The stamp is then inserted into the holding device by the hold-down when placed on the workpiece arrangement relative to the axially fixed stamp is displaced.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Halteeinrichtung dazu ausgelegt, jeweils ein Hilfsfügeelement elastisch zu halten, wobei die Zuführeinrichtung Mittel aufweist, die dazu ausgelegt sind, jeweils ein Hilfsfügeelement stempelseitig in die Halteeinrichtung zu drücken.According to another preferred embodiment according to the third Aspect of the present invention is the holding device for this designed, each an auxiliary joining element to keep elastic, the feed device having means which are designed to insert an auxiliary joining element on the stamp side to press the holding device.
  • Dies kann vorteilhafterweise dadurch erfolgen, dass die Mittel zum Drücken des Hilfsfügeelementes in die Halteeinrichtung als Druckluftmittel ausgebildet sind, insbesondere in Verbindung mit dem Zuführrohr.This can advantageously be done done that means to push of the auxiliary joining element are formed in the holding device as compressed air means, in particular in connection with the feed pipe.
  • Alternativ hierzu oder zusätzlich hierzu können die Mittel zum Drücken des Hilfsfügeelementes in die Halteeinrichtung auch einen Stößel aufweisen.As an alternative to this or in addition to this, the means for pressing the auxiliary joining element can be used also have a plunger in the holding device.
  • Durch einen Stößel lässt sich eine lagerichtige Einführung des Hilfsfügeelementes in die Halteeinrichtung konstruktiv einfach realisieren. Dabei kann vorzugsweise durch den dabei erfolgenden Versatzweg des Stößels auf einfache Weise erkannt werden, ob der Zuführvorganq tatsächlich erfolgreich war oder nicht.A plunger can be used to position it correctly introduction of the auxiliary joining element easy to implement in the holding device. It can preferably due to the displacement path of the ram can easily be recognized whether the feed operation was actually successful or not.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Stößel in dem Zuführrohr verschieblich gelagert ist.It is particularly advantageous if the pestle in the feed is slidably mounted.
  • Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn der Stößel wenigstens abschnittsweise elastisch ausgebildet ist, insbesondere in Richtung quer zu seiner Längserstreckung.It is particularly advantageous if the pestle at least is elastic in sections, in particular in the direction across its length.
  • Hierdurch ist es möglich, die Hilfsfügeelemente auch durch ein gekrümmtes Zuführrohr zuzuführen. Dabei kann der Stößel entweder insgesamt oder nur abschnittsweise elastisch ausgebildet sein, beispielsweise nur an einem vorderen Ende, an dem die Umlenkung von einem schrägen Zuführkanal auf die Fügehauptrichtung erfolgt.This makes it possible to Auxiliary joining elements even by a curved one feed supply. The plunger can either be elastic in whole or in sections, for example only at a front end where the deflection from an inclined feed channel on the main joining direction he follows.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Stößel eine kalottenförmige Spitze auf.According to another preferred embodiment the plunger has one dome Tip on.
  • Durch die kalottenförmige Spitze kann gewährleistet werden, dass die Hilfsfügeelemente bei der Umlenkung von einem schrägen Zuführkanal in die Fügehauptrichtung nicht verkanten. Mittels der kalottenförmigen Spitze kann beim Einführen in die Halteeinrichtung immer eine Axialkraft auf das Hilfsfügeelement übertragen werden, parallel zu der Fügehauptrichtung.Through the dome-shaped tip can be guaranteed that the auxiliary joining elements when deflecting from an oblique feed in the main joining direction do not tilt. By means of the dome-shaped tip when inserting in the holding device always transmit an axial force to the auxiliary joining element parallel to the main joining direction.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend 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 above not only mentioned and the features to be explained below in the specified combination, but also in others Combinations or alone can be used without the frame to leave the present invention.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are shown in the following Description closer explained. Show it:
  • 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Taumelfügevorrichtung; 1 is a schematic side view of a first embodiment of the wobble joining device according to the invention;
  • 2 eine schematische Schnittansicht durch einen unteren Teil des Fügekopfes der Taumelfügevorrichtung der 1; 2 is a schematic sectional view through a lower part of the joining head of the wobble device of 1 ;
  • 3 ein Detail III der 2; 3 a detail III of the 2 ;
  • 3a eine der 3 entsprechende Darstellung mit einer alternativen Halteeinrichtung; 3a one of the 3 corresponding representation with an alternative holding device;
  • 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Halteeinrichtung des Fügekopfes der 2; 4 a perspective exploded view of the holding device of the joining head 2 ;
  • 5 eine Ansicht auf den Fügekopf der 2 von unten, bei geschlossener Halteeinrichtung; 5 a view of the joining head of the 2 from below, with the holding device closed;
  • 6 eine der 5 entsprechende Ansicht, bei teilweise geöffneter Halteeinrichtung; 6 one of the 5 corresponding view, with the holding device partially open;
  • 7 eine der 5 entsprechende Ansicht, bei geöffneter Halteeinrichtung; 7 one of the 5 corresponding view, with the holding device open;
  • 8 eine schematische Schnittansicht durch ein Zuführrohr einer Zuführeinrichtung der Taumelfügevorrichtung der 1; 8th is a schematic sectional view through a feed pipe of a feed device of the wobble joining device of FIG 1 ;
  • 9 eine Seitenansicht eines alternativen Stempels für das Zuführrohr der 8; 9 a side view of an alternative stamp for the feed tube of the 8th ;
  • 10 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Taumelfügevorrichtung; 10 a further embodiment of a wobble joining device according to the invention;
  • 11 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Taumelfügevorrichtung; und 11 a further embodiment of a wobble joining device according to the invention; and
  • 12 eine Schnittansicht der Zuführeinrichtung der Taumelfügevorrichtung der 1. 12 a sectional view of the feed device of the wobble joining device of FIG 1 ,
  • In 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Taumelfügevorrichtung generell mit 10 bezeichnet.In 1 is a first embodiment of the wobble joining device according to the invention generally with 10 designated.
  • Die Taumelfügevorrichtung 10 weist ein längliches Grundgestell 12 mit einem Gehäuse 14 auf.The wobble joining device 10 has an elongated base frame 12 with a housing 14 on.
  • Von dem Grundgestell 12 erstreckt sich ein erster Arm (im Folgenden zweiter Arm) 16, an dessen Ende ein Gegenhalter 18 (Matrize) festgelegt ist. Der Gegenhalter 18 ist auswechselbar, um verschiedene Taumelfügeverfahren durchführen zu können, einschließlich von Taumelnieten, Taumelclinchen, Taumelnietclinchen und Stanznieten.From the base frame 12 extends a first arm (hereinafter second arm) 16 , at the end of which a counterholder 18 (Die) is set. The counterhold 18 is interchangeable to perform various wobble joining processes, including wobble rivets, wobble rivets, wobble rivet rabbits, and punch rivets.
  • An dem Grundgestell 12 ist ferner ein Verschiebeblock 20 in axialer Richtung verschieblich gelagert, und zwar mittels einer Linearführung 22. An dem Verschiebeblock 20 ist ein weiterer Arm 24 (im Folgenden erster Arm) 24 angebracht. Am Ende des ersten Armes 24 ist ein Fügekopf angeordnet, der in 1 generell mit 26 bezeichnet ist.On the base frame 12 is also a move block 20 Slidably mounted in the axial direction, by means of a linear guide 22 , On the sliding block 20 is another arm 24 (hereinafter the first arm) 24 appropriate. At the end of the first arm 24 a joining head is arranged, which in 1 generally with 26 is designated.
  • An dem Grundgestell 12 ist ein Motor 28, hier ein elektrischer Motor 28, angeordnet. Anstelle eines elektrischen Motors kann jedoch ein fluidischer Motor oder ähnliches vorgesehen sein.On the base frame 12 is an engine 28 , here is an electric motor 28 , arranged. Instead of an electric motor, however, a fluidic motor or the like can be provided.
  • Oberhalb des Motors 28 ist ein Getriebe 30 vorgesehen, das die Drehzahl des elektrischen Motors 28 übersetzt. Der Ausgang des Getriebes 30 ist mit dem Verschiebeblock 20 gekoppelt, so dass der Verschiebeblock 20 an der Linearführung 22 mittels des elektrischen Motors 28 versetzbar ist. Hierzu kann beispielsweise ein nicht dargestellter Spindeltrieb dienen. Axialbewegungen des Verschiebeblockes 20 führen zu Axialbewegungen 32 des Fügekopfes 26.Above the engine 28 is a gear 30 provided that the speed of the electric motor 28 translated. The output of the transmission 30 is with the shift block 20 coupled so that the shift block 20 on the linear guide 22 by means of the electric motor 28 is relocatable. A spindle drive (not shown) can be used for this purpose. Axial movements of the sliding block 20 lead to axial movements 32 of the joining head 26 ,
  • Die Antriebsleistung des elektrischen Motors 28 wird in dem Getriebe 30 ferner verzweigt auf einen Riemenantrieb, der einen Riemen 34 aufweist. Der Riemen 34 erstreckt sich parallel zu dem ersten Arm 24 und dient dazu, einem nachstehend noch beschriebenen Stempel des Fügekopfes 26 eine Taumelbewegung zu erteilen. Anstelle eines Riemenantriebes kann jede andere Art von Koppelgetriebe verwendet werden.The driving power of the electric motor 28 is in the transmission 30 further branches to a belt drive, the belt 34 having. The strap 34 extends parallel to the first arm 24 and serves a stamp of the joining head described below 26 to give a wobble. Instead of a belt drive, any other type of coupling gear can be used.
  • An dem Fügekopf 26 ist seitlich eine Zuführeinrichtung 36 vorgesehen. Die Zuführeinrichtung 36 weist ein schräg nach unten weisendes Zuführrohr 38 auf, das in ein Mundstück 40 des Fügekopfes 26 einführbar ist, wie es schematisch bei 39 angedeutet ist.On the joining head 26 is a side feed device 36 intended. The feeder 36 has an inclined downward feed pipe 38 on that in a mouthpiece 40 of the joining head 26 on is feasible, as it is schematically 39 is indicated.
  • Die Zuführeinrichtung 36 weist ferner eine Zuführschnittstelle 42 auf, die mit einer herkömmlichen Zuführeinheit (nicht gezeigt) verbindbar ist. Die herkömmliche Zuführeinheit kann bei dem Fügevorgang zu verwendende Hilfsfügeelemente (z.B. Nietelemente) zu der Zuführeinrichtung 36 zuführen, beispielsweise mittels Druckluft.The feeder 36 also has a feed interface 42 on, which can be connected to a conventional feed unit (not shown). The conventional feed unit can be used in the joining process auxiliary joining elements (for example rivet elements) to the feeding device 36 feed, for example by means of compressed air.
  • An einer den Armen 16, 24 abgewandten Seite des Grundgestells 12 ist ferner eine Versorgungsschnittstelle 44 vorgesehen, über die die Taumelfügevorrichtung 10 mit Versorgungsleitungen und Steuerleitungen eines nicht näher dargestellten Steuersystems verbindbar ist.On one of the poor 16 . 24 opposite side of the base frame 12 is also a supply interface 44 provided, via which the wobble joining device 10 can be connected to supply lines and control lines of a control system, not shown.
  • Ferner ist in 1 ein Halter 46 gezeigt, an dem die Taumelfügevorrichtung 10 anbringbar ist. Der Halter 46 ist am Ende eines ein- oder mehrgliedrigen Roboterarms 50 eines Roboters 48 festgelegt, der in 1 schematisch dargestellt ist.Furthermore, in 1 a holder 46 shown on which the wobble joining device 10 is attachable. The keeper 46 is at the end of a single or multi-part robot arm 50 of a robot 48 set the in 1 is shown schematically.
  • Mittels des Roboters 48, der über eine geeignete Steuerung verfügt, lässt sich die Taumelfügevorrichtung 10 als Montagewerkzeug verwenden, beispielsweise bei der Karosseriefertigung für Kraftfahrzeuge.Using the robot 48 , which has a suitable control, the wobble joining device 10 use as an assembly tool, for example in the manufacture of car bodies for motor vehicles.
  • Bei 52 und 54 sind zwei plattenförmige Werkstücke in Form von Blechen gezeigt, beispielsweise zwei an einer Fahrzeugkarosserie zu verbindende Bleche aus Metall, die beispielsweise aus Stahl oder Aluminium bestehen können. Mittels des Roboters 48 wird die Taumelfügevorrichtung 10 zu einem gewünschten Fügeort 55 verfahren, so, dass der Fügekopf 26 oberhalb des oberen Werkstückes 52 und der Gegenhalter 18 unterhalb des unteren Werkstückes 54 angeordnet sind. Dabei wird die Lage der Taumel fügevorrichtung 10 mittels des Roboters 48 so gesteuert, dass eine durch den Fügekopf 26 und den Gegenhalter 18 verlaufende Fügehauptachse 56 am Fügeort 55 senkrecht auf den Werkstücken 52, 54 steht.at 52 and 54 Two plate-shaped workpieces are shown in the form of metal sheets, for example two metal sheets to be connected to a vehicle body, which can be made of steel or aluminum, for example. Using the robot 48 becomes the wobble joining device 10 to a desired joining location 55 proceed so that the joining head 26 above the upper workpiece 52 and the counterhold 18 below the lower workpiece 54 are arranged. The position of the wobble assembly device 10 by means of the robot 48 controlled so that one through the joining head 26 and the counterhold 18 running main axis 56 at the joining location 55 perpendicular to the workpieces 52 . 54 stands.
  • Der eigentliche Fügevorgang wird durchgeführt, indem der Fügekopf 26 mittels des Verschiebeblockes 20 auf den Gegenhalter 18 zu abgesenkt wird.The actual joining process is carried out by the joining head 26 by means of the sliding block 20 on the counterholder 18 is lowered too.
  • Gleichzeitig mit dieser Axialbewegung 32 des Fügekopfes 26 wird ein in dem Fügekopf 26 angeordneter Stempel mittels des Taumelantriebes (über Motor 28 und Riemen 34) in eine Taumelbewegung versetzt. Alternativ kann die Taumelbewegung des Stempels auch zeitversetzt erfolgen, also eine bestimmte Zeit nach dem Einleiten der Axialbewegung und/oder ab dem Überschreiten bestimmter Kraftgrenzen (die sich beispielsweise mittels des Motorstromes ermitteln lassen).Simultaneously with this axial movement 32 of the joining head 26 becomes one in the joining head 26 arranged stamp by means of the wobble drive (via motor 28 and straps 34 ) tumbled. Alternatively, the tumbling movement of the plunger can also take place with a time delay, that is to say a certain time after the initiation of the axial movement and / or after certain force limits have been exceeded (which can be determined, for example, by means of the motor current).
  • Nachstehend wird der Fügekopf 26 an Hand des Anwendungsbeispieles Taumelstanznieten erläutert. Es versteht sich jedoch, dass allein durch Austauschen des Gegenhalters 18 der Fügekopf 26 auch für andere Taumelfügeverfahren verwendbar ist, beispielsweise für Taumelclinchen oder Taumelnietclinchen.The joining head is shown below 26 explained using the example of wobble punch rivets. However, it goes without saying that simply by replacing the counter holder 18 the joining head 26 can also be used for other wobble joining processes, for example for wobble or wobble rivets.
  • Durch die Taumelbewegung werden, wie oben erläutert, die Axialkräfte beim Fügevorgang heruntergesetzt. Dies hat zur Folge, dass die Taumelfügevorrichtung 10 insgesamt leichter und weniger voluminös ausbildbar ist. Demzufolge kann ein Roboter 48 mit geringeren Leistungsanforderungen zum Einsatz kommen. Außerdem sind die am Fügeort auftretenden Spannungen kleiner als bei einer Standardfügeverbindung, die rein axial durchgeführt wird. Durch die geringeren Fügekräfte ist es möglich, die Arme 16, 24 weniger steif auszuführen. Demzufolge können die Arme 16, 24 mit geringerer Masse ausgebildet werden. Alternativ oder zusätzlich hierzu können die Arme 16, 24 länger ausgebildet sein, so dass sich eine größere Rachentiefe ergibt.As explained above, the wobbling movement reduces the axial forces during the joining process. As a result, the wobble joining device 10 overall is lighter and less voluminous. As a result, a robot can 48 with lower performance requirements. In addition, the stresses occurring at the joint location are lower than with a standard joint connection, which is carried out purely axially. Due to the lower joining forces, it is possible to use the arms 16 . 24 to perform less stiff. As a result, the arms 16 . 24 be formed with less mass. Alternatively or in addition, the arms can 16 . 24 be longer, so that there is a greater depth of throat.
  • Die Länge der Arme kann beispielsweise im Bereich von wenigstens 40 cm, insbesondere wenigstens 50 cm liegen. Hierdurch lassen sich Fügevorgänge auch an relativ unzugänglichen Stellen, insbesondere mit einem relativ großen Abstand des Fügeortes 55 von einer Kante der Werkstücke 52, 54 durchführen.The length of the arms can be, for example, in the range of at least 40 cm, in particular at least 50 cm. As a result, joining processes can also be carried out at relatively inaccessible locations, in particular at a relatively large distance from the joining location 55 from an edge of the workpieces 52 . 54 carry out.
  • Durch die Anordnung des Motors 28 im Bereich des Grundgestells 12 und dadurch, dass der Fügekopf 26 mittels des Verschiebeblockes 20 an dem Grundgestell 12 bewegt wird, ergibt sich eine schlanke bzw. flache Bauform des Fügekopfes 26. Auch dies trägt dazu bei, dass Fügeverbindungen an nur schwer zugänglichen Stellen durchgeführt werden können, z.B. im Automobilbau im Inneren der Karosserie.By arranging the motor 28 in the area of the base frame 12 and in that the joining head 26 by means of the sliding block 20 on the base frame 12 is moved, there is a slim or flat design of the joining head 26 , This also contributes to the fact that joining connections can be carried out in places that are difficult to access, for example in automobile construction inside the body.
  • 2 zeigt das untere Ende des Fügekopfes 26 in einer Schnittdarstellung. 2 shows the lower end of the joining head 26 in a sectional view.
  • Der Fügekopf 26 weist einen Gehäuseabschnitt 60 von im wesentlichen hohlzylindrischer Ausgestaltung auf. An dem Gehäuseabschnitt 60 ist ein Niederhalter 62 axial verschieblich gelagert. Der Niederhalter 62 ist dazu ausgelegt, mit seiner Stirnseite 64 das obere Werkstück 52 zu kontaktieren.The joining head 26 has a housing section 60 of essentially hollow cylindrical design. On the housing section 60 is a hold-down 62 axially displaceable. The hold-down 62 is designed with its face 64 the upper workpiece 52 to contact.
  • Dabei ist der Niederhalter 62 mittels eines oberhalb des Niederhalters 62 im Inneren des Gehäuseabschnittes 60 angeordneten Federpaketes 66 in Fügehauptrichtung 56 auf den Gegenhalter 18 zu vorgespannt. Das Federpaket 66 kann beispielsweise ein Paket aus Tellerfedern mit mittiger Ausnehmung sein. Alternativ kann es sich um eine Schraubenfeder o.ä. handeln. Der Niederhalter kann auch durch hydraulische oder pneumatische Mittel angedrückt werden.Here is the hold-down 62 by means of one above the hold-down device 62 inside the housing section 60 arranged spring assembly 66 in the main joining direction 56 on the counterholder 18 too biased. The spring package 66 can be, for example, a package of disc springs with a central recess. Alternatively, it can be a coil spring or the like. act. The hold-down device can also be pressed on by hydraulic or pneumatic means.
  • Wenn bei einem Axialhub des Fügekopfes 26 der Niederhalter 62 mit seiner Stirnseite 64 das obere Werkstück 52 kontaktiert, erfolgt bei fortgesetztem Hub des Fügekopfes 26 eine Ausweichbewegung des Niederhalters 62 in den Gehäuseabschnitt 60 hinein, gegen die Kraft des Federpaketes 66. Dies ist schematisch bei 68 gezeigt.If there is an axial stroke of the joining head 26 the hold-down 62 with its face 64 the upper workpiece 52 contacted, takes place when the joining head continues to lift 26 an evasive movement of the hold-down device 62 in the housing section 60 into it, against the force of the spring assembly 66 , This is schematic at 68 shown.
  • Oberhalb des Federpaketes 66 weist der Fügekopf 26 ein Taumelgetriebe 70 auf, das in herkömmlicher Weise beispielsweise als Hohlradgetriebe oder als Planetenradgetriebe ausgebildet sein kann.Above the spring assembly 66 shows the joining head 26 a wobble mechanism 70 on, which can be designed in a conventional manner, for example as a ring gear or as a planetary gear can.
  • Ein Abtrieb des Taumelgetriebes 70 ist mit einem sich generell axial nach unten erstreckenden Stempel 74 verbunden. Das Taumelgetriebe 70 erteilt dem Stempel 74 eine Taumelbewegung 72 um die Fügehauptachse 56 herum.An output of the wobble mechanism 70 is with a generally axially downwardly extending stamp 74 connected. The wobble mechanism 70 gives the stamp 74 a wobble 72 about the main axis of joining 56 around.
  • Der Stempel 74 durchsetzt das Federpaket 66, ohne dieses zu berühren. Eine Stirnseite 76 des Stempels 74 ist in einer Ausgangs- bzw. Ruhelage (in 2 gezeigt) des Niederhalters 62 von einem in dem Fügevorgang zu verwendenden Stanznietelement 78 beabstandet angeordnet. In dieser Ausgangs- bzw. Ruhelage des Niederhalters 62 ist der Stempel 74 koaxial zur Fügehauptachse angeordnet.The Stamp 74 penetrates the spring assembly 66 without touching it. One face 76 of the stamp 74 is in a starting or rest position (in 2 shown) of the hold-down device 62 of a punch rivet element to be used in the joining process 78 spaced apart. In this starting or rest position of the hold-down device 62 is the stamp 74 arranged coaxially to the main axis of the joint.
  • Hierdurch ist es möglich, das Stanznietelement 78 mittels des Zuführrohrs 38 zuzuführen, das über einen in 2 nicht näher bezeichneten Kanal in das Mundstück 40 eingeführt wird.This makes it possible to use the punch rivet element 78 by means of the feed pipe 38 to deliver that over a in 2 unspecified channel in the mouthpiece 40 is introduced.
  • Der Bereich des Mundstückes 40 des Niederhalters 62 ist in 3 in größerer Genauigkeit dargestellt.The area of the mouthpiece 40 the hold-down 62 is in 3 shown in greater accuracy.
  • Das dort gezeigte Stanznietelement 78 ist als Halbhohlniet ausgebildet, mit einem sich nach vorne erstreckenden Hohlzylinderabschnitt 79 und einem Kopfabschnitt 80, dessen Kopffläche als geschlossene Fläche ausgebildet ist, an der die Stirnseite 76 des Stempels 74 angreifen kann.The punch rivet element shown there 78 is designed as a semi-hollow rivet, with a hollow cylinder section extending towards the front 79 and a head section 80 , whose top surface is designed as a closed surface on which the end face 76 of the stamp 74 can attack.
  • Das Stanznietelement 78 ist in dem Mundstück 40 mittels einer Halteeinrichtung 82 gehalten.The punch rivet element 78 is in the mouthpiece 40 by means of a holding device 82 held.
  • Die Halteeinrichtung 82 (s. auch 4) weist vier annähernd in einer Kreisform angeordnete Backen 84 auf. Die Backen 84 sind in einem Hohlraum 86 des Mundstückes 40 in Radialrichtung schwimmend gelagert. Die Backenelemente 84 weisen außenumfänglich eine gemeinsame Ringnut 89 auf, in die ein elastisches Ringelement, beispielsweise ein Federring 88, eingelegt ist. Durch den Federring 88 werden die Backen 84 in radialer Richtung nach innen zusammengedrückt, lassen sich jedoch auch elastisch radial nach außen bewegen, wie es in 4 schematisch angedeutet ist.The holding device 82 (see also 4 ) has four jaws arranged approximately in a circle 84 on. The cheeks 84 are in a cavity 86 of the mouthpiece 40 Floating in the radial direction. The cheek elements 84 have a common annular groove on the outside 89 in which an elastic ring element, for example a spring ring 88 is inserted. Through the spring washer 88 become the cheeks 84 Compressed inwards in the radial direction, but can also be moved elastically radially outwards, as in 4 is indicated schematically.
  • Die Backen 84 weisen jeweils einen inneren Halteabschnitt 90 auf. Die Halteabschnitte 90 sind dazu angepasst, den Kopfabschnitt 80 des Stanznietelementes 78 zwischen sich elastisch zu halten.The cheeks 84 each have an inner holding portion 90 on. The holding sections 90 are adapted to the head section 80 of the punch rivet element 78 to keep elastic between them.
  • Unterhalb des Halteabschnittes 90 weisen die Backen 84 jeweils einen nach innen tretenden Vorsprung auf, die gemeinsam eine Ringnase 91 bilden. Der Hohlzylinderabschnitt 79 durchsetzt die Ringnase 91 berührungsfrei; er kann aber auch an der Ringnase 91 anliegen. Die Ringnase 91 verhindert jedoch, dass ein in der Halteeinrichtung 82 gehaltenes Stanznietelement 78 nach unten durchrutscht.Below the holding section 90 point the cheeks 84 each have an inward protrusion that together forms a ring nose 91 form. The hollow cylinder section 79 penetrates the ring nose 91 without contact; but it can also on the ring nose 91 issue. The ring nose 91 however prevents one in the holding device 82 held rivet element 78 slipped down.
  • Oberhalb des Halteabschnittes 90 bilden die Backen 84 gemeinsam einen sich nach oben hin konisch aufweitenden Einführabschnitt 92. Das Mundstück 40 weist an seinem den Backen 84 zugekehrten Ende einen in den Einführabschnitt 92 hineinragenden Zentrierkranz mit kegelstumpfförmiger Außenfläche auf. Die Backen 84 liegen an dem Zentrierkranz 93 an, wenn sie durch den Federring 88 in die in 5 gezeigte Position gebracht werden. Demzufolge zentrieren sich die Backen 84 an dem Zentrierkranz 93.Above the holding section 90 form the cheeks 84 together an insertion section that widens conically upwards 92 , The mouthpiece 40 points to his cheeks 84 end facing one into the insertion section 92 protruding centering ring with a frustoconical outer surface. The cheeks 84 lie on the centering ring 93 when through the spring washer 88 in the in 5 shown position. As a result, the jaws center 84 on the centering ring 93 ,
  • Zwischen dem Halteabschnitt 90 und dem Einführabschnitt 92 bilden die Backen 84 ferner einen nach innen vortretenden Ringvorsprung 94. Der Ringvorsprung 94 übergreift den Kopfabschnitt 80 des Stanznietelementes 78 und verhindert so, dass dieses aus der Halteeinrichtung 82 nach oben entweicht, beispielsweise bei auf den Kopf gestellten Fügekopf 26.Between the holding section 90 and the insertion section 92 form the cheeks 84 also an inwardly projecting ring projection 94 , The ring projection 94 overlaps the head section 80 of the punch rivet element 78 and thus prevents this from the holding device 82 escapes upwards, for example with the joining head turned upside down 26 ,
  • Oberhalb der Halteeinrichtung 82 weist das Mundstück 40 einen sich nach oben hin konisch aufweitenden Innenraum 96 auf. Der Innenraum 96 mündet zu der Halteeinrichtung 82 hin in einem zylindrischen Führungsabschnitt 98.Above the holding device 82 points the mouthpiece 40 an interior that widens conically upwards 96 on. The interior 96 opens to the holding device 82 towards a cylindrical guide section 98 ,
  • Der den Führungsabschnitt 98 bildende Gehäuseabschnitt weist axiale Vorsprünge auf, an denen sich die Halteeinrichtung 82 im Ruhezustand mit ihrem Einführabschnitt 92 von selbst zentriert.The guide section 98 forming housing section has axial projections on which the holding device 82 at rest with its insertion section 92 centered by itself.
  • In der dargestellten Ruheposition ist die Stirnseite 76 des Stempels 74 deutlich oberhalb des Führungsabschnittes 98 angeordnet. An dem Mundstück 40 ist ein von schräg oben in den Innenraum 96 führender Zuführkanal 100 vorgesehen, über den das Zuführrohr 38 in den Innenraum 96 einführbar ist, ohne mit dem Stempel 74 zu kollidieren.The front side is in the rest position shown 76 of the stamp 74 clearly above the guide section 98 arranged. On the mouthpiece 40 is a diagonally from above into the interior 96 leading feed channel 100 provided over which the feed pipe 38 in the interior 96 is insertable without using the stamp 74 to collide.
  • 3a zeigt eine alternative Ausführungsform eines Mundstückes 40a. Der Aufbau und die Wirkungsweise des Mundstückes 40a entsprechen der Ausführung des Mundstückes 40 der 3. Zur Lagerung von zylindrischen Hilfsfügeelementen 78a weist die Halteeinrichtung 82a geänderte Backen 84a auf. Deren Innenkontur einschließlich des Halteabschnittes 90a, des Ringvorsprunges 91a und der Ringnase 94a ist so angepasst, dass nunmehr jeweils ein zylindrisches Hilfsfügeelement 78a elastisch gehalten werden kann. 3a shows an alternative embodiment of a mouthpiece 40a , The structure and mode of action of the mouthpiece 40a correspond to the version of the mouthpiece 40 the 3 , For the storage of cylindrical auxiliary joining elements 78a has the holding device 82a modified cheeks 84a on. Their inner contour including the holding section 90a , the ring projection 91a and the ring nose 94a is adjusted so that now each a cylindrical auxiliary joining element 78a can be kept elastic.
  • Der Vorgang des Zuführens eines Stanznietelements 78 in die Halteeinrichtung 82 wird im Folgenden an Hand der 3 und 4 sowie der 5 bis 7 erläutert.The process of feeding a punch rivet element 78 in the holding device 82 is described below using the 3 and 4 as well as the 5 to 7 explained.
  • Ausgehend von der Darstellung der 3 sei angenommen, dass sich in der Halteeinrichtung 82 kein Stanznietelement 78 befindet. Im Folgenden wird das Zuführrohr 38 von schräg oben über den Zuführkanal 100 in den Innenraum 96 eingeführt, wie es schematisch bei 101 gezeigt ist. Sobald ein in 3 gezeigtes Ende des Zuführrohres 38 über der Halteeinrichtung 82 liegt, wird ein Stanznietelement 78 über das Zuführrohr 38 zugeführt. Dabei wird zunächst dessen Hohlzylinderabschnitt 79 zwischen die Backen 84 eingeführt, ggf. zentriert durch den Einführabschnitt 92 (vgl. 5).Based on the representation of the 3 suppose that in the holding device 82 no punch rivet element 78 located. Below is the feed pipe 38 from diagonally above over the feed channel 100 in the interior 96 introduced as schematically at 101 is shown. Once an in 3 shown end of the feed pipe 38 over the holding device 82 is a punch rivet element 78 via the feed pipe 38 fed. First, its hollow cylinder section 79 between the cheeks 84 inserted, possibly centered through the insertion section 92 (see. 5 ).
  • Sobald der Kopfabschnitt 80 an dem Einführabschnitt 92 anliegt, weiten sich die Backen 84 radial nach außen elastisch auf, wie es in 6 gezeigt ist. Durch weiteres Ausüben von Zuführdruck von oben auf das Stanznietelement 78 schnappt dieses schließlich hinter den Ringvorsprung 94. Die Backen 84 werden mittels des Federringes 88 radial nach innen zusammengedrückt und halten so den Kopfabschnitt 80 zwischen sich fest. Anschließend wird das Zuführrohr 38 wieder aus dem Zuführkanal 100 zurückgezogen, um den Weg für den Stempel 74 freizumachen.Once the head section 80 at the insertion section 92 the cheeks widen 84 radially outward elastic as in 6 is shown. By further applying supply pressure from above onto the punch rivet element 78 snaps the finally behind the ring ledge 94 , The cheeks 84 are by means of the spring washer 88 compressed radially inwards and thus hold the head section 80 firmly between them. Then the feed pipe 38 again from the feed channel 100 withdrawn the way for the stamp 74 vacate.
  • Bei dem anschließenden Fügevorgang wird, wie bereits oben erläutert, der Fügekopf 26 auf die Werkstückanordnung 52, 54 zu bewegt, bis die Stirnseite 64 des Niederhalters 62 auf dem oberen Werkstück 52 auftrifft. Bei Fortsetzen der Axialbewegung 32 wird der Niederhalter 62 nach innen in den Gehäuseabschnitt 60 hineingedrückt, so dass die Lage des von der Halteeinrichtung 82 gehaltenen Stanznietelementes 78 in Bezug auf die Werkstückanordnung 52, 54 konstant bleibt. Durch den weiteren Axialhub wird der Stempel 74 weiter nach unten abgesenkt, bis er schließlich, geführt durch den Führungsabschnitt 98, auf den Einführabschnitt 92 der Backen 84 auftrifft. Hierbei werden die Backen 84 wiederum radial auf geweitet. Dabei gibt der Halteabschnitt 90 das Stanznietelement 78 frei, so dass dieses nach unten durch eine Öffnung 102 durchrutscht und auf dem oberen Werkstück 52 zu liegen kommt. Bei Fortsetzen der Axialbewegung berührt schließlich die Stirnseite 76 des Stempels 74 die Ober seite des Kopfabschnittes 80, wobei die Backen 84 in einem aufgeweiteten Zustand bleiben, wie es schematisch in 7 gezeigt ist.In the subsequent joining process, as already explained above, the joining head 26 on the workpiece arrangement 52 . 54 to moved up the face 64 the hold-down 62 on the upper workpiece 52 incident. If the axial movement continues 32 becomes the hold-down 62 inwards into the housing section 60 pushed in so that the location of the from the holding device 82 held rivet element 78 in relation to the workpiece arrangement 52 . 54 remains constant. Through the further axial stroke, the stamp 74 further lowered down until it finally led through the guide section 98 , on the insertion section 92 the cheeks 84 incident. Here the cheeks 84 again widened radially. The holding section gives 90 the punch rivet element 78 free so this down through an opening 102 slips and on the upper workpiece 52 comes to rest. When the axial movement continues, the end face finally touches 76 of the stamp 74 the top of the head section 80 , with the cheeks 84 remain in an expanded state, as schematically shown in 7 is shown.
  • Anschließend erfolgt der oben bereits beschriebene Fügevorgang, mit Fortsetzen der Axialbewegung und kombinierter Taumelbewegung des Stempels 74. Das Mundstück 40 weist die untere Öffnung 102 auf, so dass der Stempel 74 sich bis auf die Oberseite des oberen Werkstückes 52 bewegen kann, um das Stanznietelement 78 bündig in die Werkstückanordnung 52, 54 zu fügen. Dabei bildet der Gegenhalter 18 eine Matrize für den Fügevorgang.This is followed by the joining process already described above, with continuation of the axial movement and combined wobbling movement of the punch 74 , The mouthpiece 40 has the lower opening 102 on so the stamp 74 down to the top of the top workpiece 52 can move to the punch rivet element 78 flush in the workpiece arrangement 52 . 54 to add. The counterhold forms 18 a matrix for the joining process.
  • Wie es insbesondere in den 3 und 4 erkennbar ist, verjüngt sich das auf das Stanznietelement 78 einwirkende Ende des Stempels 74 von der Stirnseite 76 ausgehend nach oben in Richtung hin zur Stempelmitte. Die Verjüngung ist dabei in dem Bereich des Stempels 74 ausgebildet, der in den Halteabschnitt 90 eindringt. Die Verjüngung ist dabei vorzugsweise so groß gewählt, dass der Endabschnitt des Stempels 74 während der Taumelbewegung die Backen 84 nicht oder nur geringfügig bewegt. Hierdurch werden die Backen 84 geschont und Verschleiß wird vermieden.As is especially the case in the 3 and 4 is recognizable, this tapers onto the punch rivet element 78 acting end of the stamp 74 from the front 76 starting up towards the center of the stamp. The taper is in the area of the stamp 74 formed in the holding section 90 penetrates. The taper is preferably chosen so large that the end portion of the stamp 74 the jaws while tumbling 84 not or only slightly moved. This will make the cheeks 84 spared and wear is avoided.
  • Nach erfolgtem Fügevorgang wird der Fügekopf 26 mittels des Motors 28 von der Werkstückanordnung 52, 54 abgehoben, wobei das Federpaket 66 den Niederhalter 62 wieder in die Ruheposition versetzt, die in 2 gezeigt ist.After the joining process has been completed, the joining head 26 by means of the engine 28 from the workpiece arrangement 52 . 54 lifted off, the spring assembly 66 the hold-down 62 put back into the rest position, which in 2 is shown.
  • 8 zeigt in größerer Genauigkeit das Zuführrohr 38. Generell ist es möglich, Stanznietelemente 78 über das Zuführrohr 38 mittels Druckluft in die Halteeinrichtung 82 zu fördern. 8th shows the feed pipe in greater accuracy 38 , Generally it is possible to use rivet elements 78 via the feed pipe 38 using compressed air in the holding device 82 to promote.
  • Bei der vorgestellten Ausführungsform werden die Stanznietelemente 78 jedoch durch einen Stößel 104 in die Halteeinrichtung 82 hineingedrückt, der in dem Zuführrohr 38 verschieblich ist.In the presented embodiment, the punch rivet elements 78 but with a pestle 104 in the holding device 82 pushed in the one in the feed pipe 38 is movable.
  • Der Stößel 104 weist an seinem vorderen Ende eine kalottenförmige Spitze 106 auf, um zu gewährleisten, dass die Stanznietelemente 78 bei dem Übergang von der schrägen Ausrichtung des Zuführrohrs 38 in die axiale Ausrichtung in der Halteeinrichtung 82 nicht verkanten.The pestle 104 has a dome-shaped tip at its front end 106 to ensure that the punch rivet elements 78 at the transition from the oblique orientation of the feed pipe 38 in the axial alignment in the holding device 82 do not tilt.
  • Hierzu ist das Zuführrohr 38 an seinem vorderen Ende mit einer geeigneten Abbiegung versehen, die in 8 mit 108 bezeichnet.For this is the feed pipe 38 at its front end with a suitable bend, which in 8th With 108 designated.
  • 9 zeigt eine alternative Ausführungsform eines Stößels 104'. Der Stößel 104' weist an seinem vorderen Bereich einen in Querrichtung elastischen Abschnitt 110 auf, an dessen vorderem Ende eine kalottenförmige Spitze 106 angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, auch stärkere Biegungen 108 eines Zuführrohrs 38 mittels des Stößels 104' zu durchfahren. 9 shows an alternative embodiment of a plunger 104 ' , The pestle 104 ' has a section which is elastic in the transverse direction at its front region 110 on, at the front end of a dome-shaped tip 106 is arranged. This makes it possible to make even stronger bends 108 a feed pipe 38 by means of the plunger 104 ' to drive through.
  • 10 schließlich zeigt eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Taumelfügevorrichtung 114. 10 finally shows an alternative embodiment of a wobble joining device according to the invention 114 ,
  • Die Taumelfügevorrichtung 114 weist ein Grundgestell 115 auf, von dem aus sich ein unterer Arm 16' (zweiter Arm) und ein oberer Arm 24' (erster Arm) starr erstrecken.The wobble joining device 114 has a base frame 115 from which a lower arm extends 16 ' (second arm) and an upper arm 24 ' Extend (first arm) rigidly.
  • Der zweite Arm 16' ist ähnlich aufgebaut wie der Arm 16 der Taumelfügevorrichtung 10.The second arm 16 ' is constructed similarly to the arm 16 the wobble joining device 10 ,
  • Der erste Arm 24 ist, wie gesagt, starr an dem Grundgestell 115 festgelegt. An dem Ende des ersten Arms 24 ist ein Fügekopf 116 angeordnet, der sowohl einen Axialantrieb 118 zum axialen Bewegen des Stempels 74 (Setzvorschub und Setzkraft) als auch einen Taumelantrieb 120 aufweist, der dazu ausgelegt ist, den Stempel 74 über einen Winkelkopf 119 in eine Taumelbewegung zu versetzen. Der Taumelantrieb 120 und der Winkelkopf 119 bewegen sich beim Fügevorgang mit.The first arm 24 is, as I said, rigid on the base frame 115 established. At the end of the first arm 24 is a joining head 116 arranged of both an axial drive 118 for moving the stamp axially 74 (Setting feed and setting force) as well as a wobble drive 120 has, which is designed to the stamp 74 over an angle head 119 to cause a wobble. The wobble drive 120 and the angle head 119 move with the joining process.
  • Die Ausführungsform in 10 kann genau so wie die Taumelfügevorrichtung 10 der 1 an einem Roboter 48 montiert werden.The embodiment in 10 can be just like the wobble joining device 10 the 1 on a robot 48 to be assembled.
  • Der Axialantrieb 118 kann als elektrisch angetriebene Spindel ausgebildet sein.The axial drive 118 can be designed as an electrically driven spindle.
  • 11 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer Taumelfügevorrichtung 124. 11 shows a further alternative embodiment of a wobble joining device 124 ,
  • Die Taumelfügevorrichtung 124 weist ein Grundgestell 126 auf, das eine untere C-Bügelhälfte 128 und eine obere C-Bügelhälfte 130 aufweist. Die Bügelhälften 128, 130 sind parallel zur Fügerichtung gegeneinander versetzbar. Hierzu dient ein Gestellmotor 132, der einen Schnellvorschub einrichten kann. Mit ihm werden die beiden Bügelhälften 128, 130 aufeinander zu und voneinander weg bewegt. Hierdurch ist es möglich, unterschiedliche Öffnungsweiten der Bügelhälften 128, 130 einzustellen. Der Gestellmotor 132 treibt einen Linearantrieb 136 an. Führungen 134 verhindern ein Verdrehen der C-Bügelhälften 128, 130. Außerdem nehmen sie die durch die Setzkraft verursachten Momente auf.The wobble joining device 124 has a base frame 126 on that a lower C-bracket half 128 and an upper C-bracket half 130 having. The temple halves 128 . 130 can be offset against each other parallel to the joining direction. A rack motor is used for this 132 who can set up a fast feed. With it, the two halves of the bracket 128 . 130 moving towards and away from each other. This makes it possible to have different opening widths of the temple halves 128 . 130 adjust. The rack motor 132 drives a linear drive 136 on. guides 134 prevent twisting of the C-Bü gelhälften 128 . 130 , They also take up the moments caused by the setting force.
  • In 12 ist die Zuführeinrichtung 36 der 1 im Schnitt dargestellt.In 12 is the feeder 36 the 1 shown in section.
  • Die Zuführeinrichtung 36 weist ein Gehäuse 140 auf, das an dem Niederhalter 62 des Fügekopfes 26 befestigt und mit Hilfe eines Lagerabschnittes 142 an dem Gehäuseabschnitt 60 gleitend gelagert ist. In dem Gehäuse 140 ist ein Empfänger 144 beweglich gelagert. An dem Empfänger 144 ist ein gebogener Zuführkanal 146 angebracht, der an seinem freien Ende die Zuführschnittstelle 42 für den Anschluss einer flexiblen Leitung zur Zuführung von Hilfsfügeelementen 78 aufweist. Der Empfänger 144 ist fest mit dem Zuführrohr 38 verbunden, das in dem Gehäuse 140 längs beweglich gelagert ist.The feeder 36 has a housing 140 on that on the hold-down 62 of the joining head 26 attached and with the help of a bearing section 142 on the housing section 60 is slidably mounted. In the case 140 is a recipient 144 movably mounted. At the recipient 144 is a curved feed channel 146 attached, the feed interface at its free end 42 for connecting a flexible line for feeding auxiliary joining elements 78 having. The recipient 144 is fixed to the feed pipe 38 connected that in the housing 140 is mounted to move longitudinally.
  • Auf der dem Zuführrohr 38 entgegengesetzten Seite und koaxial zu diesem ist der Empfänger 144 mit einem Zylinderrohr 148 verbunden. Das Zylinderrohr 148 enthält den Stößel bzw. Ladestift 104 und einen Kolben 150 zum Bewegen des Ladestiftes 104. Über Anschlüsse 152, 154 ist der Kolben 150 auf entgegengesetzten Seiten mit einem Antriebsfluid, z.B. Druckluft, beaufschlagbar.On the the feed pipe 38 opposite side and coaxial to this is the receiver 144 with a cylinder tube 148 connected. The cylinder barrel 148 contains the plunger or charging pin 104 and a piston 150 to move the charging pin 104 , Via connections 152 . 154 is the piston 150 A drive fluid, eg compressed air, can be applied to opposite sides.
  • In dem Gehäuse 140 ist parallel zu dem Zylinderrohr 148 eine Zylinderbohrung 156 vorgesehen. In der Zylinderbohrung 156 befindet sich ein weiterer Kolben 158 mit einer Kolbenstange 160, die in dem Gehäuse 140 geführt an dem Empfänger 144 befestigt ist. Durch Beaufschlagung mit einem Arbeitsfluid, z.B. Druckluft, das über einen Anschluss 162 zuführbar ist, ist der Kolben 158 gegen die Kraft einer Druckfeder 164 in Richtung des Empfängers 144 bewegbar.In the case 140 is parallel to the cylinder tube 148 a cylinder bore 156 intended. In the cylinder bore 156 there is another piston 158 with a piston rod 160 that in the housing 140 performed on the recipient 144 is attached. By applying a working fluid, e.g. compressed air, via a connection 162 is the piston 158 against the force of a compression spring 164 towards the recipient 144 movable.
  • Die Zuführung eines Hilfsfügeelementes 78 erfolgt bei der Zuführeinrichtung 36 in mehreren Stufen.The feeding of an auxiliary joining element 78 takes place at the feeder 36 in several stages.
  • In der ersten Stufe wird das Hilfsfügeelement 78 aus Richtung des Pfeils 165 kommend mittels Druckluft durch den Zuführkanal 146 in den Empfänger 144 gefördert. In dem Empfänger 144 wird das Hilfsfügeelement 78 durch einen Anschlag 166 und ein federndes Sperrelement 168 vor dem Ende 106 des Ladestiftes 104 festgehalten.In the first stage, the auxiliary joining element 78 from the direction of the arrow 165 Coming through the feed channel using compressed air 146 in the recipient 144 promoted. In the recipient 144 becomes the auxiliary joining element 78 through a stop 166 and a resilient locking element 168 before the end 106 of the charging pin 104 recorded.
  • In der nächsten Stufe wird der Kolben 158 mit Druck beaufschlagt. Hierdurch verschiebt er den Empfänger 144 und die mit diesem verbundenen Teile gegenüber dem Gehäuse 140 in Richtung des Pfeils 165. Hierdurch dringt das Zuführrohr 38 in den Kanal 100 des Mundstückes 40 ein und gelangt mit seiner Austrittsöffnung über die Halteeinrichtung 42 in dem Mundstück 40.The next stage is the piston 158 pressurized. This moves the recipient 144 and the parts connected to it relative to the housing 140 in the direction of the arrow 165 , As a result, the feed pipe penetrates 38 in the channel 100 of the mouthpiece 40 and arrives with its outlet opening via the holding device 42 in the mouthpiece 40 ,
  • In der dritten Stufe wird über den Anschluss 154 der Kolben 150 mit Druck beaufschlagt, so dass dieser das Hilfsfügeelement 78 mit Hilfe des Ladestiftes 104 bis in die Halteeinrichtung 82 hineinschiebt.The third stage is about the connection 154 The piston 150 pressurized so that the auxiliary joining element 78 with the help of the charging pin 104 down to the holding device 82 pushes.
  • In der vierten Stufe wird der Anschluss 162 mit einem drucklosen Raum verbunden und der Empfänger 144 wird durch die Feder 164 in die dargestellte Ausgangslage zurückbewegt. Ferner wird durch Druckbeaufschlagung des Anschlusses 152 und durch Verbinden des Anschlusses 154 mit einem drucklosen Raum der Kolben 150 zusammen mit dem Ladestift 104 in die dargestellte Ausgangsposition zurückgefahren.The fourth stage is the connection 162 connected to a depressurized room and the receiver 144 is by the spring 164 moved back to the starting position shown. Furthermore, by pressurizing the connector 152 and by connecting the connector 154 with an unpressurized piston space 150 together with the charging pin 104 moved back to the starting position shown.
  • Sobald der Ladestift 104 seine Ausgangslage erreicht hat, wird das nächste Hilfsfügeelement 78 über die Schnittstelle 42 zugeführt.As soon as the charging pin 104 has reached its starting position, the next auxiliary joining element 78 over the interface 42 fed.
  • Es versteht sich, dass die Zuführeinrichtung 36 auch bei den Taumelfügevorrichtungen 114 bzw. 124 der 10 und 11 verwendet werden kann.It is understood that the feed device 36 also with the wobble joining devices 114 respectively. 124 the 10 and 11 can be used.
  • Es versteht sich ferner, dass die erfindungsgemäßen Taumelfügevorrichtungen 10, 114, 124 dann, wenn der Stempel 74 auch in eine mit der Fügehauptrichtung 56 ausgerichtete Position verbracht werden kann (z.B. beim Orbitalfügen), gleichermaßen dazu geeignet sind, Standardfügeverbindungen (z.B. Standardstanznietverbindungen, Standardclinchverbindungen, Standardclinchnietverbindungen) auszuführen.It also goes without saying that the wobble joining devices according to the invention 10 . 114 . 124 then when the stamp 74 also in one with the main joining direction 56 aligned position can be moved (e.g. for orbital joining), are equally suitable for executing standard joining connections (e.g. standard punch rivet connections, standard clinch connections, standard clinch rivet connections).

Claims (29)

  1. Vorrichtung (10; 114) zum Taumelfügen von wenigstens zwei plattenförmigen Werkstücken (52, 54), insbesondere Blechen, aneinander, mit – einem Grundgestell (12; 115), – einem Stempel (74), der mittels eines Axialantriebs (28, 30, 22; 118) entlang einer Fügehauptachse (56) auf die Werkstücke (52, 54) zu bzw. von diesen weg bewegbar ist und der mittels eines Taumelantriebs (28, 30, 34, 70; 120) in eine Taumelbewegung um die Fügehauptachse (56) herum versetzbar ist, und – einem Gegenhalter (18) auf der dem Stempel (74) gegenüberliegenden Seite der Werkstücke (52, 54), dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (74) und wenigstens ein Taumelgetriebe (70) des Taumelantriebs (28, 30, 34, 70; 120) an einem Fügekopf (26; 116 gelagert sind, der an einem Ende eines ersten Armes (24) angeordnet ist, der sich quer zur Fügehauptachse (56) erstreckt, und dass der Gegenhalter (18) an einem Ende eines zweiten Armes (16) angeordnet ist, der sich quer zur Fügehauptachse (56) erstreckt, wobei der erste und der zweite Arm (24, 16) an dem Grundgestell (12; 115) gelagert sind.Contraption ( 10 ; 114 ) for tumbling at least two plate-shaped workpieces ( 52 . 54 ), in particular sheets, together, with - a base frame ( 12 ; 115 ), - a stamp ( 74 ) by means of an axial drive ( 28 . 30 . 22 ; 118 ) along a main joining axis ( 56 ) on the workpieces ( 52 . 54 ) can be moved to and from these and which is by means of a wobble drive ( 28 . 30 . 34 . 70 ; 120 ) in a wobble movement around the main joining axis ( 56 ) can be moved around, and - a counter holder ( 18 ) on the stamp ( 74 ) opposite side of the workpieces ( 52 . 54 ), characterized in that the stamp ( 74 ) and at least one wobble gear ( 70 ) of the wobble drive ( 28 . 30 . 34 . 70 ; 120 ) on a joining head ( 26 ; 116 are mounted, which at one end of a first arm ( 24 ) is arranged, which is transverse to the main joining axis ( 56 ) and that the counter-holder ( 18 ) at one end of a second arm ( 16 ) is arranged, which is transverse to the main joining axis ( 56 ), the first and second arms ( 24 . 16 ) on the base frame ( 12 ; 115 ) are stored.
  2. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialantrieb (28, 30, 22) in das Grundgestell (12) integriert und dazu ausgelegt ist, den ersten Arm (24) und den zweiten Arm (16) aufeinander zu bzw. voneinander weg zu bewegen.Wobble joining device according to claim 1, characterized in that the axial drive ( 28 . 30 . 22 ) in the base frame ( 12 ) is integrated and designed to support the first arm ( 24 ) and the second arm ( 16 ) to move towards or away from each other.
  3. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Taumelantriebsmotor (28) des Taumelantriebs (28, 30, 34, 70) in das Grundgestell (12) integriert ist und über ein Koppelgetriebe (30, 34) mit dem Taumelgetriebe (70) in dem Fügekopf (26) gekoppelt ist.Wobble joining device according to claim 1 or 2, characterized in that a wobble drive motor ( 28 ) of the wobble drive ( 28 . 30 . 34 . 70 ) in the base frame ( 12 ) is integrated and via a coupling gear ( 30 . 34 ) with the wobble gear ( 70 ) in the joining head ( 26 ) is coupled.
  4. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelgetriebe (30, 34) ein Umschlingungsgetriebe (34) aufweist, das sich entlang des ersten Armes (24) erstreckt.Wobble joining device according to claim 3, characterized in that the coupling gear ( 30 . 34 ) a belt transmission ( 34 ) that extends along the first arm ( 24 ) extends.
  5. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arm (24') und der zweite Arm (16') an dem Grundgestell (115) starr miteinander gekoppelt sind.Swashing device according to claim 1, characterized in that the first arm ( 24 ' ) and the second arm ( 16 ' ) on the base frame ( 115 ) are rigidly coupled together.
  6. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Taumelantrieb (120) und der Axialantrieb (118) in den Fügekopf (116) integriert sind.Wobble joining device according to claim 5, characterized in that the wobble drive ( 120 ) and the axial drive ( 118 ) in the joining head ( 116 ) are integrated.
  7. Taumelfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Axialantriebsmotor (28) des Axialantriebs (28, 30, 22) und ein Taumelantriebsmotor (28) des Taumelantriebs (28, 30, 34, 70) durch den selben Motor (28) gebildet sind.Wobble joining device according to one of claims 1-6, characterized in that an axial drive motor ( 28 ) of the axial drive ( 28 . 30 . 22 ) and a wobble drive motor ( 28 ) of the wobble drive ( 28 . 30 . 34 . 70 ) by the same engine ( 28 ) are formed.
  8. Taumelfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Axialantriebsmotor (28) des Axialantriebs (28, 30, 22; 118) ein Elektromotor ist.Wobble joining device according to one of claims 1-7, characterized in that an axial drive motor ( 28 ) of the axial drive ( 28 . 30 . 22 ; 118 ) is an electric motor.
  9. Taumelfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 – 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgestell (12) an einem Roboterarm (50) eines Roboters (48) festgelegt ist.Wobble joining device according to one of claims 1-8, characterized in that the base frame ( 12 ) on a robot arm ( 50 ) of a robot ( 48 ) is set.
  10. Taumelfügevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere nach einem der Ansprüche 1 – 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (74) und wenigstens ein Taumelgetriebe (70) des Taumelantriebs (28, 30, 34, 70; 120) an einem Fügekopf (26; 116) gelagert sind, dass der Fügekopf (26; 116) einen auf das obere plattenförmige Werkstück (52) aufsetzbaren Niederhalter (62) aufweist, der mittels einer elastischen Einrichtung (66) gegenüber dem Fügekopf (26) in Fügehauptrichtung (56) vorgespannt ist, und dass das Taumelgetriebe (70) oberhalb der elastischen Einrichtung (66) angeordnet ist.Swashing device according to the preamble of claim 1 and in particular according to one of claims 1-9, characterized in that the stamp ( 74 ) and at least one wobble gear ( 70 ) of the wobble drive ( 28 . 30 . 34 . 70 ; 120 ) on a joining head ( 26 ; 116 ) that the joint head ( 26 ; 116 ) one on the upper plate-shaped workpiece ( 52 ) attachable hold-down device ( 62 ) which by means of an elastic device ( 66 ) opposite the joining head ( 26 ) in the main joining direction ( 56 ) is biased and that the wobble mechanism ( 70 ) above the elastic device ( 66 ) is arranged.
  11. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Einrichtung (66) ein Federpaket (66) aufweist.Wobble joining device according to claim 10, characterized in that the elastic device ( 66 ) a spring package ( 66 ) having.
  12. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (74) durch das Federpaket (66) hindurch geführt ist.Wobble joining device according to claim 11, characterized in that the stamp ( 74 ) through the spring assembly ( 66 ) is passed through.
  13. Taumelfügevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere nach einem der Ansprüche 1 – 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelfügevorrichtung (10; 114) zum Taumelfügen mittels Hilfsfügeelementen, wie z.B. Nietelementen, ausgebildet ist.Swashing device according to the preamble of claim 1 and in particular according to one of claims 1-12, characterized in that the swashing device ( 10 ; 114 ) is designed for wobble joining by means of auxiliary joining elements such as rivet elements.
  14. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügekopf (26; 116) eine Halteeinrichtung (82) für ein Hilfsfügeelement (78) aufweist.Wobble joining device according to claim 13, characterized in that the joining head ( 26 ; 116 ) a holding device ( 82 ) for an auxiliary joining element ( 78 ) having.
  15. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (82) wenigstens zwei in Radialrichtung elastisch vorgespannte Backen (84) aufweist, die dazu ausgelegt sind, radial an dem Fügehilfselement (78) anzugreifen.Wobble joining device according to claim 14, characterized in that the holding device ( 82 ) at least two jaws elastically preloaded in the radial direction ( 84 ), which are designed to radially on the joining element ( 78 ) to attack.
  16. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (84) mittels eines elastischen Ringelementes (88), das an den Backen (84) angreift, elastisch vorgespannt sind.Swashing device according to claim 15, characterized in that the jaws ( 84 ) by means of an elastic ring element ( 88 ) on the cheeks ( 84 ) attacks, are elastically biased.
  17. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Backen (84) in Radialrichtung schwimmend gelagert sind.Swashing device according to claim 15 or 16, characterized in that the at least two jaws ( 84 ) are floating in the radial direction.
  18. Taumelfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 15 – 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Backen (84) einen Halteabschnitt (90) für das Hilfsfügeelement (78) aufweisen und dass die Backen (84) sich oberhalb des Halteabschnittes (90) konisch aufweiten.Wobble joining device according to one of claims 15 - 17, characterized in that the jaws ( 84 ) a holding section ( 90 ) for the auxiliary joining element ( 78 ) and that the jaws ( 84 ) above the holding section ( 90 ) expand conically.
  19. Taumelfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 14 – 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Fügekopf (26; 116) eine Zuführeinrichtung (36) zum Zuführen von Hilfsfügeelementen (78) in die Halteeinrichtung (82) aufweist.Wobble joining device according to one of claims 14 - 18, characterized in that the joining head ( 26 ; 116 ) a feed device ( 36 ) for feeding auxiliary joining elements ( 78 ) in the holding device ( 82 ) having.
  20. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (36) einen Kanal (100) in den Fügekopf (26) hinein aufweist, der oberhalb der Halteeinrichtung (82) mündet.Wobble joining device according to claim 19, characterized in that the feed device ( 36 ) a channel ( 100 ) in the joining head ( 26 ), which above the holding device ( 82 ) flows out.
  21. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (100) von schräg oben auf die Halteeinrichtung (82) zu ausgerichtet ist.Wobble joining device according to claim 20, characterized in that the channel ( 100 ) diagonally from above onto the holding device ( 82 ) is too aligned.
  22. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinrichtung (36) ein Zuführrohr (38) aufweist, das in den Kanal (100) einführbar ist.Wobble joining device according to claim 20 or 21, characterized in that the feed device ( 36 ) a feed pipe ( 38 ) that goes into the channel ( 100 ) can be introduced.
  23. Taumelfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 20 – 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (82) dazu ausgelegt ist, jeweils ein Hilfsfügeelement (78) elastisch zu halten, und dass die Zuführeinrichtung (36) Mittel (104) aufweist, die dazu ausgelegt sind, jeweils ein Hilfsfügeelement (78) stempelseitig in die Halteeinrichtung (82) zu drücken.Wobble joining device according to one of claims 20 - 22, characterized in that the holding device ( 82 ) is designed to add an auxiliary joining element ( 78 ) to keep elastic and that the feed device ( 36 ) Medium ( 104 ), which are designed to each have an auxiliary joining element ( 78 ) on the stamp side into the holding device ( 82 ) to press.
  24. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Drücken des Hilfsfügeelementes in die Halteeinrichtung als Druckluftmittel ausgebildet sind.Swash joining device according to claim 23, characterized in that the means for pressing the Auxiliary joining element are designed as compressed air means in the holding device.
  25. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (104) zum Drücken des Fügehilfselementes (78) in die Halteeinrichtung (82) einen Stößel (104) aufweisen.Wobble joining device according to claim 23, characterized in that the means ( 104 ) for pressing the joining element ( 78 ) in the holding device ( 82 ) a pestle ( 104 ) exhibit.
  26. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 22 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (104) in dem Zuführrohr (38) verschieblich gelagert ist.Wobble joining device according to claim 22 and 25, characterized in that the plunger ( 104 ) in the feed pipe ( 38 ) is slidably mounted.
  27. Taumelfügevorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (104') zumindest abschnittsweise elastisch ausgebildet ist.Wobble joining device according to claim 25 or 26, characterized in that the plunger ( 104 ' ) is at least partially elastic.
  28. Taumelfügevorrichtung nach einem der Ansprüche 25 – 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (104) eine kalottenförmige Spitze (106) aufweist.Wobble joining device according to one of claims 25-27, characterized in that the plunger ( 104 ) a dome-shaped tip ( 106 ) having.
  29. Taumelfügevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und insbesondere nach einem der Ansprüche 1 – 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (74) und wenigstens ein Taumelgetriebe (70) des Taumelantriebs (28, 30, 34, 70; 120) an einem Fügekopf (26; 116) gelagert sind und dass an dem Grundgestell (12; 115) eine Mehrzahl unterschiedlicher Gegenhalter (18) befestigbar ist, die für unterschiedliche Fügeverfahren ausgelegt sind, die Taumelstanznieten, Taumelclinchen, Taumelnietclinchen und Stanznieten beinhalten.Wobble joining device according to the preamble of claim 1 and in particular according to one of claims 1-28, characterized in that the stamp ( 74 ) and at least one wobble gear ( 70 ) of the wobble drive ( 28 . 30 . 34 . 70 ; 120 ) on a joining head ( 26 ; 116 ) are stored and that on the base frame ( 12 ; 115 ) a variety of different counterholders ( 18 ) can be fastened, which are designed for different joining processes, which include wobble punch rivets, wobble rivets, wobble rivet rivets and punch rivets.
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