DE202012012292U1

DE202012012292U1 - Wobble or radial point riveting machine

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Publication number: DE202012012292U1
Application number: DE202012012292.4U
Authority: DE
Original assignee: KMT PRODUKTIONS & MONTAGETECHNIK GmbH; KMT PRODUKTIONS and MONTAGETECHNIK GmbH
Current assignee: KMT PRODUKTIONS & MONTAGETECHNIK GmbH; KMT PRODUKTIONS and MONTAGETECHNIK GmbH
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-04-04
Anticipated expiration: 2022-12-29

Abstract

Nietmaschine, insbesondere Taumel- oder Radialpunktnietmaschine mit einem Gehäuse, mit einem Niettisch und mit einem in Rotationsbewegung versetzbaren oder eine Präzessionsbewegung ausführenden Nietwerkzeug (50), welches parallel zur Längsachse eines zu verarbeitenden Niets maschinell axial beweglich ist, mit einem ersten Elektromotor zum Antrieb für die genannten Rotation- oder Präzessionsbewegung des Nietwerkzeuges und mit einem zweiten Elektromotor zum Antrieb für die genannte Axialbewegung des Nietwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Elektromotor (10) als auch der zweite Elektromotor (30) in fester Postion relativ zum Gehäuse (100), und somit auch unverrückbar relativ zueinander, angebracht sind.Riveting machine, in particular wobble or radial point riveting machine with a housing, with a riveting table and with a riveting tool (50) which can be set in rotation or executes a precession movement, which is axially movable by machine parallel to the longitudinal axis of a rivet to be processed, with a first electric motor for driving the said rotational or precession movement of the riveting tool and with a second electric motor for driving the said axial movement of the riveting tool, characterized in that both the first electric motor (10) and the second electric motor (30) are in a fixed position relative to the housing (100), and thus also immovable relative to each other.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nietmaschine, insbesondere eine solche in Form einer Taumelnietmaschine oder Radialpunktnietmaschine. Maschinen der gattungsgemäßen Art sind seit längerer Zeit in Gebrauch, zugehörige Innovationen sind insbesondere in der IPC-Patentliteratur in Klasse B21 J 15/12 verzeichnet.The invention relates to a riveting machine, in particular such in the form of a Taumelnietmaschine or Radialpunktnietmaschine. Machines of the generic type are in use for some time, related innovations are listed in particular in the IPC patent literature in class B21 J 15/12.

Obwohl die Technik des Nietens als Fügeverfahren für Metallstücke seit Menschengedenken angewendet wird, ist sie auch heute noch ein besonders wichtiges Fertigungsverfahren. Es ist bekannt, dass z. B. die Beständigkeit einer Vollnietverbindung bei Dauerschwingbelastung jedem anderen Fügeverfahren überlegen ist.Although the technique of riveting is used as a joining method for metal pieces since time immemorial, it is still a particularly important manufacturing process today. It is known that z. B. is the durability of a full rivet in fatigue load superior to any other joining method.

Charakteristisch für Nietvorgänge jedweder Art ist die Bereitstellung von vergleichsweise hohen mechanischen Kräften zur plastischen Verformung des verwendeten Nietmaterials. Dementsprechend werden Nietwerkzeuge für industrielle Verwendung robust und massiv ausgelegt. In der Vergangenheit wurden Nietmaschinen, insbesondere Taumelnietmaschinen, aus vergleichbarem Grund vorzugsweise hydraulisch oder pneumatisch angetrieben, um erforderliche Vorschubkräfte in Axialrichtung des Nietmaterials zur Verfügung zu stellen. Eine gleichzeitig erforderliche Drehbewegung für ein vorgesehenes Nietwerkzeug wird bevorzugt mittels elektrischem Drehantrieb erzeugt.Characteristic of riveting operations of any kind is the provision of comparatively high mechanical forces for the plastic deformation of the rivet material used. Accordingly, riveting tools are designed to be robust and solid for industrial use. In the past, riveting machines, particularly wobble riveting machines, were preferably hydraulically or pneumatically driven for comparable reason to provide required feed forces in the axial direction of the rivet material. A simultaneously required rotational movement for a planned riveting tool is preferably generated by means of electrical rotary drive.

Eine moderne Taumelnietmaschine wird in der DE 20206575 U1 beschrieben. Diese Schrift wird im Folgenden auch abgekürzt als '575 bezeichnet. Auf diese Veröffentlichung wird vollumfänglich Bezug genommen, um Längen in der vorliegenden Anmeldeschrift zu vermeiden.A modern tumble riveting machine is used in the DE 20206575 U1 described. This font is also abbreviated hereafter as' 575. This publication is incorporated by reference in its entirety in order to avoid lengths in the present application.

Die in der '575 gezeigte Taumelnietmaschine besitzt einen Werkzeugkopf (dortiges Bezugszeichen 7) mit eingebautem Elektromotor. Letzterer kann ein verdrehbares Nietwerkzeug in Form eines Nietkopfformers (Döpper) in Rotation versetzen. Der Werkzeugkopf kann relativ zu einem Niettisch und in Axialrichtung des zu verarbeitenden Nietmaterials bewegt werden. Gemäß der '575 wird zur Erzeugung dieser Bewegung auf den Einsatz eines hydraulischen oder pneumatischen Antriebs verzichtet. Vielmehr ist ein elektrischer Gewindespindelantrieb vorgesehen, welcher den kompletten Werkzeugkopf in einer Hub- und Senkbewegung axial und relativ zum Niettisch verfährt.The in the '575 Taumelnietmaschine shown has a tool head (local reference number 7 ) with built-in electric motor. The latter can set a rotatable riveting tool in the form of a Nietkopfformers (striker) in rotation. The tool head can be moved relative to a rivet table and in the axial direction of the rivet material to be processed. According to the '575 is dispensed to the generation of this movement on the use of a hydraulic or pneumatic drive. Rather, an electrical threaded spindle drive is provided, which moves the entire tool head in a lifting and lowering axially and relative to the riveting.

Wiewohl die in der '575 beschriebene Erfindung gewisse Nachteile eines hydraulisch oder pneumatisch angetriebenen Werkzeugkopfes vermeidet, wird eine dort genannte Teilaufgabe, nämlich einen Nietvorgang in kürzestmöglicher Zeit auszuführen, noch nicht optimal gelöst. Dies liegt insbesondere daran, dass die Steuerung der Werkzeugkopf-Bewegung die beteiligten großen Massen incl. Elektromotor berücksichtigen muß und der elektromotorische Antrieb für diese Bewegung eine geringere Leistungsdichte aufweist als z. B. ein pneumatischer Antrieb bekannter Art.Although in the '575 described invention avoids certain disadvantages of a hydraulically or pneumatically driven tool head, a sub-task mentioned there, namely to perform a riveting in the shortest possible time, not yet optimally solved. This is in particular because the control of the tool head movement must take into account the large masses involved incl. Electric motor and the electric motor drive for this movement has a lower power density than z. B. a pneumatic drive of known type.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Taumel- oder Radialpunktnietmaschine zu schaffen, die im Vergleich zum Stand der Technik nicht nur wesentlich schnellere Zykluszeiten für Nietvorgänge ermöglicht, sondern auch kleine oder feine Nieten mit Materialstärken < 0,5 mm und/oder Hohlnieten mit Durchmessern von < 0,2 mm prozesssicher d. h. ohne zulässigen Ausschuss vernieten kann.It is an object of the invention to provide a wobble or Radialpunktnietmaschine that allows not only much faster cycle times for riveting operations in comparison to the prior art, but also small or fine rivets with material thicknesses <0.5 mm and / or hollow rivets with diameters of <0.2 mm reliable d. H. can rivet without admissible rejects.

Gleichzeitig ist es Aufgabe der Erfindung, eine Taumel- oder Radialpunktnietmaschine zu schaffen, welche eine zu verarbeitende Niete vermessen kann, ohne diese dabei zu verformen und auch bevor der Taumelprozess beginnt.At the same time it is an object of the invention to provide a wobble or Radialpunktnietmaschine, which can measure a rivet to be processed without deforming it and even before the tumbling process begins.

Als Gesamtaufgabe für die Erfindung besteht die Anforderung, eine neue Maschinentechnologie bereitzustellen, welche um ein Vielfaches feinfühliger, exakter, schneller und prozesssicherer verschiedenartige Nietvorgänge ausführt, als dies nach dem Stand der Technik bekannt ist.The overall object of the invention is to provide a new machine technology which performs many riveting operations that are many times more sensitive, precise, faster and more reliable than is known in the prior art.

Lösung:Solution:

Diese Aufgaben werden dadurch gelöst, dass eine elektromotorisch angetriebene Taumel- oder Radialpunktnietmaschine mit zumindest zwei Elektromotoren vorgesehen ist, wobei der erste Elektromotor eine Rotations- oder Präzessionsbewegung eines zugehörigen Nietwerkzeuges bewirkt und der zweite Elektromotor eine Längs- oder Axialbewegung des Nietwerkzeuges bewerkstelligt, dabei aber sowohl der erste Elektromotor als auch der zweite Elektromotor in fester Postion relativ zum gemeinsamen Maschinengehäuse stehen und somit auch unverrückbar relativ zueinander angeordnet sind.These objects are achieved in that an electric motor driven wobble or Radialpunktnietmaschine is provided with at least two electric motors, wherein the first electric motor causes a rotational or precession movement of an associated riveting tool and the second electric motor accomplishes a longitudinal or axial movement of the riveting tool, but both the first electric motor and the second electric motor are in fixed position relative to the common machine housing and thus are also arranged immovable relative to each other.

Die zweitgenannte Aufgabe wird in optimierter Weise dadurch gelöst, dass vor Ausführung eines eigentlichen Nietvorganges (d. h. die mechanische unter Druck stattfindende Verformung des Nietschaftes zu einem Nietkopf) der oben genannte zweite Elektromotor nicht nur als Aktuator, sondern gleichzeitig vermittels einer Motorstrommessung auch als Sensor genutzt wird. Auf diese Weise wird gemäß der Erfindung erkannt, ob und in welcher Höhe das Nietwerkzeug bereits Druck auf das Nietmaterial ausübt oder nicht.The second object is achieved in an optimized manner in that prior to performing an actual riveting operation (ie, the mechanical under pressure deformation of the rivet shank to a rivet head) of the above-mentioned second electric motor is used not only as an actuator, but also by means of a motor current measurement as a sensor , In this way, it is recognized according to the invention, whether and at what level the riveting tool already exerts pressure on the rivet or not.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird dabei die Hauptwelle der Maschine bestehend aus einer das Nietwerkzeug in Rotationsbewegung versetzende und Druck oder Axialkraft ausübende Arbeitsspindel in separate und getrennt voneinander funktionierende Einheiten aufgeteilt. Dabei sind nunmehr allerdings formschlüssige Verbindungselemente vorgesehen, mittels welchen das Nietwerkzeug der Taumelnietmaschine verdrehfest aber axial beweglich relativ zum ersten Elektromotor verschoben werden kann.In a preferred embodiment of the invention, while the main shaft of the machine consisting of a riveting tool in Rotary movement offset and pressure or axial force exerting work spindle divided into separate and separated from each other functioning units. In this case, however, positive-locking connecting elements are now provided, by means of which the riveting tool of the wobble raking machine can be displaced in a rotationally fixed but axially movable relative to the first electric motor.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es von Vorteil, eine mit Lagern, insbesondere Wälzlagern, ausgestattete Hohlwelle vorzusehen welche sowohl die antreibende Welle des ersten Elektromotors als auch die Druck oder Axialkraft ausübende Arbeitsspindel koaxial umschließt.According to a further aspect of the invention, it is advantageous to provide a hollow shaft equipped with bearings, in particular rolling bearings, which coaxially surrounds both the driving shaft of the first electric motor and the working or pressure-exerting axial spindle.

Dabei wird gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung die genannte Hohlwelle mit einem radial aussenliegenden Gewinde ausgestattet, mittels dessen eine Gewindespindel bereitgestellt wird.In this case, according to a particular aspect of the invention, said hollow shaft is provided with a radially outer thread, by means of which a threaded spindle is provided.

Die genannte Gewindespindel kann ein reguläres Schraub- oder Helixgewinde aufweisen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung stellt die genannte Gewindespindel das Innenteil einer Kugelumlaufspindel dar.Said threaded spindle may have a regular screw or helical thread. In a particularly advantageous embodiment of the invention, said threaded spindle represents the inner part of a ball screw.

Bei Verwendung der genannten Hohlwelle ist es ein weiterer Aspekt der Erfindung, diese mit einer fest aufgebrachten Zahnriemenscheibe oder einem Kettenrad zu versehen, welche(s) mittels Zahnriemen oder Kette und durch einen zugehörigen Antrieb per Elektromotor und zugehörigem Zahnriemenrad oder Ritzel in Drehbewegung um die zugehörige Längsachse zu versetzen.When using said hollow shaft, it is a further aspect of the invention to provide them with a fixedly mounted pulley or a sprocket which (s) by means of toothed belt or chain and by an associated drive by electric motor and associated timing pulley or pinion in rotation about the associated Offset longitudinal axis.

Die Erfindung wird im Einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigt, dargestellt in schematischer QuerschnittszeichnungThe invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It shows, shown in schematic cross-sectional drawing

1 eine bevorzuge Ausführungsform der Erfindung 1 a preferred embodiment of the invention

2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung 2 a further embodiment of the invention

Die in 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Taumel- oder Radialpunktnietmaschine besitzt zwei Elektromotoren 10, 30; welche an oder innerhalb eines Maschinengehäuses 100 fest montiert sind und somit auch fest relativ zueinander beabstandet sind. Im Zusammenspiel mit der Taumel- oder Radialpunktnietmaschine wird normalerweise ein Niettisch zur Aufnahme eines zu vernietenden Werkstückes und des entsprechenden, an sich bekannten Nietmaterials (auch Hohlnieten oder Niethülsen) vorgesehen. Dieser wird aus der angegebenen Literatur als bekannt vorausgesetzt und ist nicht gezeigt.In the 1 schematically illustrated wobble or Radialpunktnietmaschine has two electric motors 10 . 30 ; which on or within a machine housing 100 are firmly mounted and thus are also fixed relative to each other. In conjunction with the wobble or radial riveting machine, a riveting table is normally provided for receiving a workpiece to be riveted and the corresponding rivet material known per se (also hollow rivets or rivet sleeves). This is assumed to be known from the literature cited and is not shown.

Die Taumel- oder Radialpunktnietmaschine gemäß 1 verformt das zu verarbeitende Nietmaterial in einem an sich bekannten Verformungsprozess, der eine Stauchung zu verarbeitender Nieten in einer axialen Richtung 1'-2' bewirkt bei zugehöriger radialer Verbreiterung, also senkrecht zur genannten axialen Längsrichtung 1'-2'.The wobble or Radialpunktnietmaschine according to 1 deforms the rivet material to be processed in a per se known deformation process, a compression of rivets to be processed in an axial direction 1' - 2 ' causes associated radial broadening, ie perpendicular to said axial longitudinal direction 1' - 2 ' ,

Ein zugehöriges Nietwerkzeug 50 enthält typischerweise einen Nietstempel (Döpper); es wird als bekannt vorausgesetzt, dass ein solches Nietwerkzeug nicht nur eine Drehbewegung um eine zugehörige Längsachse ausführen kann, sondern gleichzeitig entlang seiner Drehachse axial verfahren werden kann und dabei ggf. erhebliche Nietkräfte vermittelt.An associated riveting tool 50 typically includes a rivet punch (anvil); It is assumed to be known that such a riveting tool can not only perform a rotational movement about an associated longitudinal axis, but at the same time can be moved axially along its axis of rotation and if necessary mediates considerable riveting forces.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Taumel- oder Radialpunktnietmaschinen ist die Antriebswelle, mit welcher das Nietwerkzeug 50 in Drehbewegung versetzt wird, nicht in wesentlichen einstückig ausgeführt. Vielmehr wird sie gemäß der Erfindung in zumindest zwei Teilwellen 13, 41 aufgeteilt. Wichtig ist dabei, dass die Teilwellen 13, 41 in axialer Richtung um einen signifikanten Betrag gegeneinander verschoben werden können. Außerdem ist gem. 1 vorgesehen, dass der zugehörige, das Nietwerkzeug antreibende Elektromotor 10 maschinenfest, also starr relativ zum Gehäuse 100, montiert ist. Die am Motor 10 angebrachte Teilwelle 13 kann also durch diesen in Drehbewegung versetzt werden, ist aber somit in Axialrichtung ebenfalls als maschinenfest zu betrachten.In contrast to conventional wobble or Radialpunktnietmaschinen is the drive shaft, with which the riveting tool 50 is rotated, not carried out in one piece substantially. Rather, it is according to the invention in at least two partial waves 13 . 41 divided up. It is important that the partial waves 13 . 41 can be shifted in the axial direction by a significant amount against each other. In addition, gem. 1 provided that the associated, the riveting tool driving electric motor 10 machine-fixed, so rigid relative to the housing 100 , is mounted. The at the engine 10 attached part shaft 13 can thus be offset by this in rotary motion, but is thus also considered to be machine-fixed in the axial direction.

Motor 10 stellt zur Erzeugung der genannten Drehbewegung ein ausreichend dimensioniertes Drehmoment zur Verfügung, kann aber gleichzeitig zum Zwecke schneller Bewegungsabläufe mit entsprechend gering dimensioniertem Trägheitsmoment vorgesehen sein. Insofern kann Motor 10 entweder als herkömmlicher Mehrphasen-Motor mit Anschlüssen 12 ausgelegt sein, oder bei Bedarf als Servomotor vorgesehen werden.engine 10 provides for the generation of said rotary motion a sufficiently large torque available, but can also be provided for the purpose of faster movements with correspondingly small-sized moment of inertia at the same time. In that sense, engine can 10 either as a conventional multi-phase motor with connections 12 be designed, or provided as needed as a servomotor.

Teilstück 13 der Antriebswelle besitzt ein in Axialrichtung verlaufenes und vergleichsweise langes formschlüssiges Verbindungselement 15, zum Beispiel ein Aussen-Vierkant oder eine Aussen-Verzahnung. Gleichzeitig steht das Verbindungselement 15 in Eingriff mit einem zugehörigen Formschluss 43. Dieser gehört zum, und befindet sich radial innen im, zweiten Teilstück 41 der Antriebswelle und kann z. B. als Innenvierkant oder als eine ebenfalls in Axialrichtung verlaufende Innen-Verzahnung ausgelegt sein. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Antriebswelle der Taumel- oder Radialpunktnietmaschine in Richtung des Drehvektors, also in axialer Wirkrichtung, extendiert oder in Gegenrichtung effektiv verkürzt werden kann. Eine entsprechende axiale Relativbewegung wird also, wie in der Zeichnung dargestellt, direkt auf das Nietwerkzeug 50 übertragen.section 13 the drive shaft has an axially extending and comparatively long positive connection element 15 , for example, an external square or an external toothing. At the same time is the connecting element 15 in engagement with an associated positive connection 43 , This belongs to, and is located radially inside the second part 41 the drive shaft and z. B. as a square socket or as a likewise extending in the axial direction internal toothing. In this way, it is possible that the drive shaft of the wobble or Radialpunktnietmaschine in the direction of the rotation vector, ie in the axial direction of action, extended or can be effectively shortened in the opposite direction. A corresponding axial relative movement is thus, as shown in the drawing, directly on the riveting tool 50 transfer.

Es ist ersichtlich, dass Elektromotor 10 auf diese Weise von axial wirkenden Kräften entlastet werden kann. Anderseits ist ein Mechanismus erforderlich, um das Nietwerkzeug mit den erforderlichen großen axial gerichteten Nietkräften zu beaufschlagen. Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem durch eine Vortriebseinheit, die zumindest besteht aus

– einer schrauben- oder helixförmigen, koaxial angeordneten Gewindepaarung 28 (radial innenliegendes Gewinde) und 44 (radial außen liegendes Gewinde),
– einer Hohlwelle 20, auf die das radial innenliegende Gewinde 28 aufgebracht ist
– einer verdrehbaren, ansonsten aber relativ zum Gehäuse 100 fest angeordneten Spindelmutter 40, welche das genannte radial außen liegende Gewinde 44 trägt und bevorzugt als Kugelumlaufspindelantrieb ausgelegt ist
– einer Antriebseinheit zum Verdrehen der Spindelmutter 40, bestehend aus einem Elektromotor 30, dessen Motorwelle 31 und zugehörigen formschlüssigen Antriebsmitteln, zum Beispiel in Form eines gezeigten Zahnriemens 38, Kette oder dergleichen, mittels deren eine Drehbewegung des Elektromotors 30 auf die Spindelmutter 40 schlupffrei übertragen werden kann, beispielsweise unter Verwendung von Zahnriemenscheiben 33, 36
– Lagern (z. B. Radiallager 22, 24 und/oder Schulterlager 21, 23, 47) zur verdrehbaren Beabstandung der Hohlwelle 20 relativ zum Teilstück 41 der Motorwelle, beziehungsweise zur Übertragung von Axialkräften zwischen Gehäuse 100 und Nietwerkzeug 50

It can be seen that electric motor 10 can be relieved of axially acting forces in this way. On the other hand, a mechanism is required to apply the required large axial riveting forces to the riveting tool. The present invention solves this problem by a propulsion unit that at least consists of

- A helical or helical, coaxially arranged thread pairing 28 (radially inside thread) and 44 (radially external thread),
- A hollow shaft 20 to which the radially inner thread 28 is applied
- A rotatable, but otherwise relative to the housing 100 fixed spindle nut 40 , which said radially outer thread 44 carries and is preferably designed as a ball screw drive
- A drive unit for rotating the spindle nut 40 , consisting of an electric motor 30 whose motor shaft 31 and associated positive drive means, for example in the form of a toothed belt 38 , Chain or the like, by means of which a rotary motion of the electric motor 30 on the spindle nut 40 slip-free can be transmitted, for example using timing pulleys 33 . 36
- bearings (eg radial bearings 22 . 24 and / or shoulder camp 21 . 23 . 47 ) to the rotatable spacing of the hollow shaft 20 relative to the section 41 the motor shaft, or for the transmission of axial forces between the housing 100 and riveting tool 50

Die Wirkungsweise der vorliegenden Innovation ist im Einzelnen folgende:
Elektromotor 10 und Werkzeugkopf 50 stehen vermittels des Formschlusses 15, 43 in drehfestem Eingriff. Das heißt, der Werkzeugkopf 50 dreht sich, fest angekoppelt, exakt mit der Welle 13 des Elektromotors 10. Von dieser Drehbewegung ist die Hohlwelle 20 jedoch abgekoppelt, nämlich unter Verwendung geeigneter Radial- und/oder Schulterlager und einer Verdrehsicherung 48 in Form geeigneter, axial orientierter Gleitschienen. Dabei ist eine dieser Gleitschiene gehäusefest vorgesehen und hindert somit die Hohlwelle an einer Verdrehung.The operation of the present innovation is specifically as follows:
electric motor 10 and tool head 50 stand by means of the positive connection 15 . 43 in non-rotatable engagement. That is, the tool head 50 turns, firmly coupled, exactly with the shaft 13 of the electric motor 10 , From this rotational movement is the hollow shaft 20 but uncoupled, namely using suitable radial and / or shoulder bearings and a rotation 48 in the form of suitable, axially oriented slide rails. In this case, one of these slide rail is provided fixed to the housing and thus prevents the hollow shaft at a rotation.

Durch die koaxiale Anordnung von Hohlwelle 20 und der geteilten Antriebswelle 13, 41 kann mittels der gezeigten Lagerung, insbesondere Schulterlager 47, zum einen dafür gesorgt werden, dass die Hohlwelle drehmomentmäßg von den Teilstücken 13, 41 der Antriebswelle praktisch komplett entkoppelt ist.Due to the coaxial arrangement of hollow shaft 20 and the split drive shaft 13 . 41 can by means of the storage shown, in particular shoulder bearing 47 , on the one hand to ensure that the hollow shaft drehmomentmäßg of the sections 13 . 41 the drive shaft is virtually completely decoupled.

Zum anderen steht Hohlwelle 20 in axialer Richtung (1', 2') über das Schulterlager 47 in direkter Wirkverbindung mit Antriebs-Wellenteil 41 und kann auf diese Weise erhebliche axial gerichtete Kräfte auf den Werkzeugkopf 50 übertragen.On the other hand there is a hollow shaft 20 in the axial direction ( 1' . 2 ' ) over the shoulder bearing 47 in direct operative connection with drive shaft part 41 and can in this way considerable axial forces on the tool head 50 transfer.

Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung eine maschinenfest installierte, aber drehbar gelagerte Spindelmutter 40 vorgesehen, die mit Vorteil als Kugelumlauf-Spindel-Antrieb ausgestaltet ist und durch den Servomotor 30 in Drehung um die Maschinenwelle und Hohlwelle gebracht werden kann. Die dabei zwangsweise entstehenden Axialkräfte werden über den Hohlwellenkörper, ein oder mehrere Schulterlager 47 und Teil-Welle 41 direkt auf den Werkzeugkopf 50 gebracht, der dabei gleichzeitig in axialer Richtung verfahren wird. Bei Stillstand des Elektromotors 30 verharrt er in axialem Stillstand; bei einer rückwärts gerichteten Drehbewegung des Elektromotors 30 wird er in axial entgegengesetzte Richtung und im wesentlichen spielfrei verfahren.For this purpose, according to the invention, a machine-fixed, but rotatably mounted spindle nut 40 provided, which is designed with advantage as a recirculating ball spindle drive and by the servo motor 30 can be brought into rotation about the machine shaft and hollow shaft. The thereby forcibly resulting axial forces are on the hollow shaft body, one or more shoulder bearings 47 and part-wave 41 directly on the tool head 50 brought, which is simultaneously moved in the axial direction. At standstill of the electric motor 30 it remains in axial standstill; in a reverse rotational movement of the electric motor 30 it is moved in the axially opposite direction and essentially free of play.

Durch die gezeigte innovative Vorrichtung wird eine Nietmaschine, insbesondere Taumel- oder Radialpunktnietmaschine bereitgestellt, die wesentlich leichter baut als herkömmliche Nietmaschinen mit pneumatischem oder hydraulischem Achsvorschub oder solchen mit in Achsrichtung bewegten Motoren. Bereits die Aufteilung der Antriebswelle in zumindest zwei Teilstücke läßt es zu, die Massen der bei der die Hub- und Drehbewegung des Werkzeugkopfes 50 zu verfahrenden Maschinenteile signifikant zu reduzieren.The innovative device shown, a riveting machine, in particular wobble or Radialpunktnietmaschine is provided which is much easier to build than conventional riveting machines with pneumatic or hydraulic axis feed or those with moving in the axial direction motors. Already the division of the drive shaft in at least two sections allows it, the masses in the lifting and rotating movement of the tool head 50 Significantly reduce machine parts to be traversed.

Eine wesentliche Gewichtsreduktion dieser Teile wird insbesondere dadurch erreicht, dass gemäß der Erfindung nunmehr Motor 10 als Erzeuger der Drehbewegung der Antriebswelle maschinenfest installiert ist und somit in keiner Weise in axialer Richtung bewegt werden muss. Weiterhin bewirkt eine Kombination eines Elektromotors 30, insbesondere in der Ausführungsform bürstenloser Servomotor, im Zusammenspiel mit dem gezeigten Zahnriemengetriebe und der entsprechend angetriebenen Spindelmutter hohes Drehmoment bei gutem Wirkungsgrad, dies bei gleichzeitig bislang unerreichter Genauigkeit. – Von besonderem Interesse ist gemäß der Erfindung weiterhin die Möglichkeit, anhand des veränderlichen Motorstroms von Elektromotor 30 festzustellen, ob Werkzeugkopf 50 während einer Axialbewegung in Richtung Niet noch unbelastet ist oder bereits in mechanischem Kontakt mit einem zu verformenden Niet steht. Im letzteren Fall wird der Motorstrom ansteigen, so dass der Elektromotor 30 gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung simultan als Sensor verwendet wird.A significant weight reduction of these parts is achieved in particular by the fact that according to the invention now motor 10 is installed as a generator of the rotational movement of the drive shaft fixed to the machine and thus must be moved in any way in the axial direction. Furthermore, a combination of an electric motor causes 30 , In particular, in the embodiment brushless servo motor, in conjunction with the toothed belt transmission shown and the correspondingly driven spindle nut high torque with good efficiency, this at the same time unprecedented accuracy. Of particular interest is, according to the invention, the possibility of using the variable motor current of the electric motor 30 determine if tool head 50 during an axial movement in the direction of rivet is still unloaded or already in mechanical contact with a rivet to be deformed. In the latter case, the motor current will increase, so that the electric motor 30 is used according to a particular aspect of the invention simultaneously as a sensor.

Sobald auf die genannte Weise ein mechanischer Kontakt sensiert worden ist, kann der Elektromotor 30 mit vorgegebenem Drehmoment und vorgegebenen Rotationswinkel zur vorprogrammierten, hochpräzisen Verformung eines aktuell zu verformenden Niets eingesetzt werden.As soon as a mechanical contact has been sensed in the manner mentioned, the electric motor can 30 with predetermined torque and given rotation angle for pre-programmed, high-precision deformation of a currently to be deformed rivet are used.

Eine alternative Ausführung der Erfindung wird in 2 gezeigt. Die dortigen Bezugszeichen verweisen auf im wesentlichen ähnliche Baugruppen oder Maschinenelemente wie in 1. Auch in 2 werden zwei gehäusefest angeordnete Elektromotoren 10, 30 dargestellt, zur Bereitstellung eines Dreh- bzw. Axialantriebes; es ist eine geteilte Antriebswelle 13, 41 vorhanden die mittels formschlüssigen Verbindungselementen 15, 43 drehfest aber axial verschieblich verkoppelt sind. Weiterhin Ist eine mittels Schulterlagern 21, 23 und Radiallagern 22, 24 drehbar gelagerte Hohlwelle 20 vorhanden, welche relativ zum Gehäuse 100 unverrückbar angeordnet ist. Anders als in 1 treibt Motor 30 über Zahnriemenscheiben 33, 36 und zugehörigem Zahnriemen 38 nunmehr die Hohlwelle 20 direkt an, kann diese also in eine gesteuerte Drehbewegung um ihre Längsachse versetzen. Hohlwelle 20 besitzt wie in der erstgenannten Ausführungsform ein radial außen liegendes Gewinde 28, welches in ähnlicher Weise mit einem innenliegenden Gewinde 44 einer Spindelmutter 40 in funktionaler Verbindung steht. Die Spindelmutter wird mittels einer Verdrehsicherung 48 in Form von Gleitschienen daran gehindert, eine Drebewegung um ihre eigene Längsauchse auszuführen. – Bei einer Drehbewegung der Hohlwelle 20 um deren Längsachse wird Spindelmutter 40 also in axialer Richtung verfahren, je nach Drehsinn. Mittels eines Schulterlagers 47 können auf diese Weise erhebliche axial gerichtete Kräfte auf den Werkzeugkopf 50 aufgebracht werden um Nietvorgänge auszuführen. Wie im vorhergehenden beschriebenen Fall ist es gemäß der Erfindung von besonderem Vorteil, die Spindelmutter 40 in Form eines an sich bekannten Kugelumlaufgetriebes auszuführen, um Reibmomente auf ein Minimum zu reduzieren. – In einer kinematischen Alternative ist die Gewindepaarung 28, 44 invertiert ausgeführt, das heisst die Hohlwelle 20 wird mit einem Innengewinde ausgestattet und funktioniert dann als Spindelmutter 244, welche mit einem Aussengewinde 282 einer zu Spindelmutter 40 äquivalenten Gewindespindel 410 (nicht als solche gezeigt) in Wirkverbindung steht. Die genannte Gewindespindel 410 wirkt ebenfalls über Schulterlager 47' auf ein Nietwerkzeug 50. An alternative embodiment of the invention is disclosed in 2 shown. The local reference numerals refer to substantially similar assemblies or machine elements as in 1 , Also in 2 be two fixed to the housing electric motors 10 . 30 shown, for providing a rotary or axial drive; it is a split drive shaft 13 . 41 available by means of positive connection elements 15 . 43 rotatably but are coupled axially displaceable. Furthermore, one is by means of shoulder bearings 21 . 23 and radial bearings 22 . 24 rotatably mounted hollow shaft 20 present, which relative to the housing 100 is arranged immovable. Unlike in 1 drives engine 30 via toothed belt pulleys 33 . 36 and associated toothed belt 38 now the hollow shaft 20 directly on, so this can put in a controlled rotational movement about its longitudinal axis. hollow shaft 20 has, as in the former embodiment, a radially outer thread 28 , which in a similar way with an internal thread 44 a spindle nut 40 is in functional connection. The spindle nut is secured against rotation 48 in the form of slide rails prevented from performing a Drebewegung to their own Längsauchse. - During a rotary movement of the hollow shaft 20 around its longitudinal axis is spindle nut 40 So proceed in the axial direction, depending on the direction of rotation. By means of a shoulder bearing 47 In this way, significant axial forces can be applied to the tool head 50 be applied to perform riveting operations. As in the case described above, it is of particular advantage according to the invention, the spindle nut 40 in the form of a per se known recirculating ball drive to reduce friction moments to a minimum. - In a kinematic alternative, the thread pairing 28 . 44 executed inverted, that is, the hollow shaft 20 is equipped with an internal thread and then works as a spindle nut 244 , which with an external thread 282 one to spindle nut 40 equivalent threaded spindle 410 (not shown as such) is in operative connection. The named threaded spindle 410 also works via shoulder camp 47 ' on a riveting tool 50 ,

Wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel erörtert, kann eine Motorstrom-Überwachungseinheit 39 vorgesehen werden, mittels derer sensiert wird, ob der Werkzeugkopf 50 bereits in Kontakt mit zu verformendem Nietmaterial steht oder nicht.As discussed in the previous embodiment, a motor current monitoring unit 39 are provided, by means of which it is sensed whether the tool head 50 already in contact with rivet material to be deformed or not.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 20206575 U1 [0004, 0005, 0006]

Claims

Riveting machine, in particular wobble or Radialnietnietmaschine with a housing, with a Niettisch and with a displaceable in rotational movement or a Präzessionsbewegung riveting tool ( 50 ), which is axially movable axially parallel to the longitudinal axis of a rivet to be processed, with a first electric motor for driving said rotation or precession of the riveting tool and a second electric motor for driving said axial movement of the riveting tool, characterized in that both the first electric motor ( 10 ) as well as the second electric motor ( 30 ) in a fixed position relative to the housing ( 100 ), and thus also immovable relative to each other, are appropriate.

A wobble or Radialpunktnietmaschine according to claim 1, characterized in that between driving shaft ( 13 ) of the first electric motor ( 10 ) and a riveting the tool in rotational movement offset working spindle ( 41 ) positive connection elements ( 15 . 43 ) are provided, by means of which the riveting tool ( 50 ) rotatably but axially movable relative to the electric motor ( 10 ) can be moved.

A wobble or Radialpunktnietmaschine according to claim 2, equipped with a bearing, in particular rolling bearings, hollow shaft ( 20 ), which both driving shaft ( 13 ) of the first electric motor ( 10 ) as well as work spindle ( 41 ) encloses coaxially.

A wobble or Radialpunktnietmaschine according to claim 3, wherein the hollow shaft ( 20 ) a radially external thread ( 28 ) by means of which a threaded spindle is provided.

A wobble or Radialpunktnietmaschine according to claim 4, with a hollow shaft ( 20 ) fixedly mounted toothed belt pulley ( 36 ) or sprocket, which (s) by electric motor ( 30 ), associated toothed belt wheel ( 33 ) or pinion and timing belt ( 38 ) or chain is turned.

A wobble or Radialpunktnietmaschine according to claim 4 or 5, wherein the threaded spindle is designed as part of a ball screw.

Riveting machine for producing a rivet connection with a driving and acting as an actuator electric motor which moves a riveting tool in the axial or circumferential direction and for the other hand simultaneously a motor current monitoring device is present by means of which is detected, and at what level the riveting tool pressure the rivet material exercises or not.