DE20320675U1 - Rivet placing tool with monitoring of parameters of pulling device acting on rivet bolt gripping device for monitoring riveting process - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Setzwerkzeug mit Mitteln zur Kontrolle von Setzvorgängen.The The invention relates to a setting tool with means for controlling Setting processes.
Setzwerkzeuge mit Mitteln zur Kontrolle des Setzvorganges sind bekannt.Installation equipment with means for controlling the setting process are known.
So
wird in
Nachteilig an diesen bekannten Mitteln zur Kontrolle des Setzvorgangs ist, dass zwar mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit bestimmt werden kann, ob der Setzvorgang innerhalb einer gegebenen Toleranzgrenze liegt, die Ursache eines Fehlers kann aber nicht bestimmt werden. Bei einem Setzvorgang können eine ganze Reihe von Fehlern entstehen. Zum Beispiel Fehler des Bedieners, etwa durch schiefes ; Anlegen des Setzgerätes, zu weite Bohrungen, falsche Nieten, Fehler im Niet selbst. Bei Blindnieten besteht auch immer die Gefahr, dass der Niet nur das zu befestigende Teil, nicht aber das Gegenstück erfasst.adversely on these known means of controlling the setting process, that are determined with a certain probability can determine whether the setting process is within a given tolerance limit the cause of an error cannot be determined. During a setting process you can a whole series of errors arise. For example error of the Operator, for example by crooked; Put on the setting tool, too wide bores, wrong rivets, defects in the rivet itself. With blind rivets there is always the risk that the rivet only the thing to be fastened Part, but not the counterpart detected.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Setzgerät bereitzustellen, dass den Setzvorgang überwacht und dabei auch die Ursache eines auftretenden Fehlers erkennt. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine umfassende Kontrolle über verschiedene Parameter eines Setzvorgangs zu ermöglichen.task the invention is to provide a setting tool that the Setting process monitored and recognizes the cause of an error. Furthermore it is the object of the invention to have comprehensive control over various parameters to enable a setting process.
Diese Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise bereits mit einem Setzwerkzeug nach den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.This Task becomes surprising simply with a setting tool according to the features of claim 1 solved.
Danach ist ein Setzwerkzeug mit einem Kopfstück, insbesondere zur Aufnahme des Niets, einer Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen und eine mit der Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen verbundene Zugvorrichtung vorgesehen, welches Mittel zur Messung der beim Setzvorgang vorkommenden Größenwerte, eine Einrichtung zum Vergleich der gemessenen Werte mit gespeicherten Werten sowie eine Einrichtung zur Bestimmung einer Ursache, insbesondere einer Fehlerursache, für die Abweichung gemessener von gespeicherten Werten aufweist.After that is a setting tool with a head piece, especially for mounting of the rivet, a device for gripping and / or pulling and one pulling device connected to the device for gripping and / or pulling provided which means for measuring the occurring during the setting process Size values a device for comparing the measured values with stored values and a device for determining a cause, in particular a cause of error for shows the deviation of measured from stored values.
Das Setzwerkzeug, welches verschiedenster Art sein kann, so zum Beispiel Nietsetzwerkzeuge, Blindnietmuttersetzwerkzeuge, Schließringbolzensetzwerkzeuge, weist Sensoren auf. Mittels der Sensoren können verschiedene Parameter wie Position der Zugvorrichtung, Zeit seit Beginn des Setzvorgangs oder die ausgeübte Zugspannung gemessen werden. Diese gemessenen Werte werden mit gespeicherten Werten verglichen. Die gespeicherten Werte enthalten nicht nur eine Sollkurve, bei deren Nichteinhaltung ein fehlerhafter Setzvorgang angenommen wird, sondern auch Werte für bestimmte Fehler. Diese Werte können als bloße einzelne Werte aber auch als Sollkurve mit verschiedenen Parametern, die einen bestimmten Fehler beschreiben, vorliegen. Die Menge der gespeicherten Fehlerursachen umfasst zumindest eine Fehlerursache, was für einige Anwendungen schon ausreichend sein kann. Bevorzugterweise sind aber eine Mehrzahl unterschiedlicher Fehlerursachen gespeichert. Neben Fehlern kann aber auch die Ursache von Abweichungen, die zwar noch im Toleranzbereich liegen, aber ideal nicht sind, bestimmt werden. Dabei ist das Setzgerät auf einen ganz bestimmten Setzvorgang, der zum Beispiel durch den verwendeten Niet, das verwendete Material und dessen Dicke definiert ist, vorprogrammiert. Auch eine Programmierung auf mehrere unterschiedliche Setzvorgänge ist denkbar.The Setting tool, which can be of various types, for example Rivet setting tools, blind rivet nut setting tools, locking ring setting tools, has sensors. Various parameters can be set using the sensors like position of the pulling device, time since the start of the setting process or the exercised Tensile stress can be measured. These measured values are saved with Compared values. The saved values do not only contain one Desired curve, if they are not observed, an incorrect setting process is assumed, but also values for certain errors. These values can as a mere individual Values but also as a target curve with various parameters describe a specific error. The amount of saved Cause of error includes at least one cause of error, which for some Applications can be sufficient. But are preferred stored a number of different causes of errors. Next However, errors can also be the cause of deviations, which are still are within the tolerance range, but are not ideal. Here is the setting tool to a very specific setting process, for example by the used rivet, the material used and its thickness is pre-programmed. Also programming on several different ones setting processes is conceivable.
Durch die Erfindung wird es möglich, die Ursache des Fehlers schnellstmöglich abzustellen. Da auch Bedienungsfehler mit der Erfindung erfasst werden, ist das Setzgerät auch für ungeschulte Bediener hervorragend geeignet. Durch die Erfindung kann die Qualität jedes Setzvorgangs kontrolliert werden. Dies ist zum Beispiel in der Luftfahrttechnik von großem Vorteil. Dort werden zwar teilweise Niete verwendet, die einer Röntgenkontrolle unterzogen wurde. Ob der Nietvorgang dann aber fehlerfrei verlaufen ist, lässt sich durch die Kontrolle nicht gewährleisten. Mit der Erfindung wäre es theoretisch sogar möglich, auf die aufwendige Röntgenkontrolle zu verzichten, und dennoch für die Haltbarkeit der Nietverbindung garantieren zu können.By the invention makes it possible rectify the cause of the error as soon as possible. There too Operating errors are detected with the invention, the setting tool is also for untrained Operator excellently suited. Through the invention, the quality of each Setting process are checked. This is for example in aeronautical engineering of great advantage. There are sometimes used rivets, an X-ray control has undergone. But whether the riveting process is then error-free is, can not guarantee by the control. Would be with the invention in theory it is even possible on the elaborate x-ray control to do without, and yet for to be able to guarantee the durability of the riveted joint.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.preferred embodiments and developments of the invention are the respective subclaims remove.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die gemessenen Größenwerte die von der Zugvorrichtung ausgeübte Zugspannung und/oder die Position der Zugvorrichtung und/oder die Zeit seit Beginn des jeweiligen Setzvorgangs und/oder den Winkels zur Fläche, an der das Setzgerät angesetzt wird, auf. Mittels dieser Werte ist eine umfassende Fehlerdiagnose möglich. Dies kann auch durch Umsetzung der Werte in Kurven oder mehrdimensionaler Kennfelder erfolgen.at a preferred embodiment According to the invention, the measured size values are those of the traction device practiced Tension and / or the position of the traction device and / or the Time since the start of the respective setting process and / or the angle to the area, on which the setting tool is scheduled on. Using these values is a comprehensive error diagnosis possible. This can also be done by converting the values into curves or multi-dimensionally Maps take place.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird kontrolliert, ob das Gerät im richten Winkel angesetzt ist. Häufig setzen die Bediener das Setzgerät nicht genau im rechten Winkel an. Dadurch kommt es zu einer Reduzierung der Festigkeit der Verbindung.In a preferred embodiment of the Invention is checked whether the device is set at the correct angle. Often the operators do not set the setting tool exactly at a right angle. This leads to a reduction in the strength of the connection.
Zweckmäßig ist es, auch zu kontrollieren, ob ein falscher Niet verwendet wurde. So gibt es auch Nieten, die sich optisch nicht unterscheiden, aber aus anderem Material bestehen und so eine völlig verschiedene Festigkeit haben.Is expedient check whether the wrong rivet has been used. There are also rivets that do not differ optically, but consist of a different material and thus a completely different strength to have.
Dies kann zum Beispiel durch den Verlauf der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung erfolgen.This can, for example, by the course of the tension exerted by the pulling device respectively.
Mit einer weiteren Ausführungsform wird kontrolliert, ob der Niet schadhaft ist. So führen zum Beispiel Materialfehler im Niet zu einem anderen Kraftverlauf. Eine weitere Ausführungsform kontrolliert, ob die für den Niet vorgesehene Bohrung zu weit oder zu eng ist.With a further embodiment it is checked whether the rivet is damaged. For example, lead Material failure in the rivet to a different force curve. Another embodiment checks whether the for the rivet hole is too wide or too narrow.
Auch ob sich ein Niet im Gerät befindet, kann mit dem erfindungsgemäßen Setzwerkzeug zum Beispiel durch die Messung der ausgeübten Zugspannung leicht bestimmt werden. Zweckmäßig ist besonders, zu kontrollieren, ob der Niet beide zu verbindenden Teile erfasst. Gerade bei Blindnieten kommt es häufig vor, dass der Niet nicht beide zu verbindenden Teile erfasst. Der Bediener kann dies auch nicht selbst kontrollieren, da er nur das zu befestigende Teil, nicht aber die andere Seite sieht. Erfasst der Niet nur das zu setzende Teil, steigt die von der Zugvorrichtung ausgeübte Zugspannung später, beziehungsweise bei größerem Hub. So kann der Fehler leicht bestimmt werden.Also whether there is a rivet in the device is, for example, with the setting tool according to the invention by measuring the exercise Tension can be easily determined. It is particularly useful to check whether the rivet grips both parts to be connected. Especially with blind rivets it happens frequently that the rivet does not grip both parts to be connected. The Operator cannot control this himself because he only does that part to be fastened, but not the other side. Detected the rivet only the part to be set rises from the pulling device practiced Tension later, or with a larger stroke. So the error can be easily determined.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird überwacht, ob das Setzwerkzeug einen Defekt aufweist. So kann zum Beispiel der Ölstand der Zugvorrichtung zu niedrig sein. Infolgedessen wird die Zugvorrichtung schwergängig und arbeitet nicht mehr mit der vorgesehenen Zugkraft. Idealerweise sind in einem Gerät mehrere dieser Fehlerursachen einprogrammiert. Die Programmierung des Gerätes kann durch die Durchführung einer Testreihe erfolgen, bei der bewusst Fehler gemacht werden. Die bei den jeweiligen Fehlern vorkommenden Abweichungen der gemessenen Werte können dann in das Gerät eingespeichert werden, um mit später gemessenen Werten verglichen zu werden. Denkbar ist auch, nicht nur eine reine Fehlerkontrolle durchzuführen, sondern auch die Abweichung eines noch im jeweiligen Toleranzgebiet liegenden Setzvorgangs mit einem Idealwert zu vergleichen.at a further embodiment the invention is monitored whether the setting tool has a defect. For example the oil level of the Drawbar too low. As a result, the traction device sluggishly and no longer works with the intended tractive force. Ideally are in one device programmed several of these causes of errors. The programming of the device can by performing a series of tests in which deliberate mistakes are made. The deviations of the measured values occurring in the respective errors Values can then into the device to be saved to with later measured values to be compared. It is also conceivable, not carry out only a pure error control, but also the deviation of a setting process that is still in the respective tolerance range to compare an ideal value.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist eine Einrichtung zur Positionsmessung der Zugvorrichtung und/oder zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung auf. Die Position der Zugvorrichtung und die ausgeübte Zugspannung sind zwei der wichtigsten Parameter, über die eine ganze Reihe von Fehlerursachen bestimmt werden können.A preferred embodiment The invention has a device for measuring the position of the pulling device and / or for measuring the tension exerted by the pulling device on. The position of the pulling device and the tension applied are two of the most important parameters about which a whole range of Causes of errors can be determined.
Wie bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen wird die von der Zugvorrichtung ausgeübte Zugspannung mit einem Dehn-Mess-Streifen gemessen. Ein solcher Dehn-Mess-Streifen zum Messen von Spannungen ist zuverlässig und billig. Die Zugspannung ist im wesentlichen proportional zu der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugkraft.How in an expedient embodiment the invention provides the tension exerted by the pulling device measured with a strain gauge. Such a strain gauge for measuring voltages is reliable and cheap. The tension is essentially proportional to the pulling force exerted by the pulling device.
Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung einen piezoelektrischen Sensor auf. Dieser piezoelektrische Sensor benötigt keine Spannungsversorgung.at an alternative embodiment has the device for measuring the tensile stress exerted by the pulling device a piezoelectric sensor. This piezoelectric sensor does not need any Power supply.
Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung weist zur Positionsmessung der Zugvorrichtung einen kapazitiven Sensor auf. Ein solcher kapazitiver Sensor ist gegenüber häufig verwendeten optischen Sensoren wesentlich genauer.A expedient embodiment The invention has a for measuring the position of the pulling device capacitive sensor. Such a capacitive sensor is often used optical sensors much more accurate.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird der Winkel zur Fläche, an der das Setzgerät angesetzt wird, mittels zumindest drei auf dem Gerätekopf angeordneten Sensoren gemessen. Diese Sensoren berühren die Fläche, an der das Gerät angesetzt wird, wenn es im rechten Winkel angesetzt ist. So kann ein häufiger Fehler des Bedieners diagnostiziert werden.at a development of the invention, the angle to the surface the the setting tool is attached, by means of at least three arranged on the device head Sensors measured. These sensors touch the surface where the device is attached, if it is set at a right angle. This can be a common mistake of the operator.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist das Setzwerkzeug Mittel zur Datenspeicherung und/oder Weiterverarbeitung auf. So können die gemessenen Werte statistisch ausgewertet werden. Der Verwender kann zum Beispiel genau kontrollieren, wie viele Setzvorgänge gemacht wurden, wie viele davon fehlerhaft waren und welche Ursachen es für Fehler gab. Darüber hinaus ist es denkbar, die Werte der korrekt verlaufenen Setzvorgänge auszuwerten, etwa in der Form, dass Abweichungen der Werte von den Idealwerten gespeichert und ausgewertet werden. So ist eine umfassende Qualitätskontrolle möglich.at In a further development of the invention, the setting tool has means for data storage and / or further processing. So they can measured values can be statistically evaluated. The user can For example, check exactly how many types of setting are made how many of them were faulty and what caused them to be mistakes gave. About that in addition, it is conceivable to evaluate the values of the correct setting processes, about in the form that deviations of the values from the ideal values saved and evaluated. This is a comprehensive quality control possible.
Seitens des Herstellers des Werkzeugs kann die Funktion seiner Geräte überwacht werden. Auch ist denkbar, dass nicht das Werkzeug an sich bezahlt wird, sondern dass der Hersteller dem Kunden das Werkzeug zur Verfügung stellt und dass dieser dann zum Beispiel nach Anzahl der durchgeführten Setzvorgänge bezahlt. Auch für die Gewährung einer Herstellergarantie ist es äußerst vorteilhaft, wenn der Hersteller potentielle Fehler durch das Werkzeug selbst erkennen und gegebenenfalls ausschließen kann.The function of its devices can be monitored by the manufacturer of the tool. It is also conceivable that it is not the tool itself that is paid for, but that the manufacturer makes the tool available to the customer and that the customer then pays, for example, according to the number of setting operations carried out. For the granting of a manufacturer's guarantee, too, it is extremely advantageous if the manufacturer recognizes potential errors through the tool itself and, if necessary, excludes them can.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind die Mittel zur Datenspeicherung und Weiterverarbeitung rückstellbar, insbesondere bei einem Service des Gerätes. So kann zum Beispiel das Gerät nach dem Zurücksetzen wie ein Neugerät an den Kunden herausgeben werden.at an expedient embodiment of the Invention are the means for data storage and further processing resettable especially when servicing the device. For example, it can Device after the reset like a new device to be released to the customer.
Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung weist zum Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder zur Datenspeicherung und Weiterverarbeitung einen Chip auf. Ein solcher Chip kann genau auf die Anforderungen des Gerätes zugeschnitten werden. Des weiteren ist so eine kleinstmögliche Baugröße möglich. Gegenüber auch verwendbaren EPROMS bietet der Chip zudem den Vorteil, dass er wesentlich schwerer manipuliert werden kann.A expedient embodiment the invention points to the comparison of measured and stored Values and / or for data storage and further processing Chip on. Such a chip can exactly meet the requirements of the equipment be tailored. Furthermore, the smallest possible size is possible. Opposite also usable EPROMS also offers the advantage that the chip is much heavier can be manipulated.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder die Datenspeicherung und - weiterverarbeitung im Gerät. Mittels moderner Mikroelektronik ist es möglich, die gesamte Auswertung in einem handlichen Gerät zu integrieren.at an expedient embodiment of the Invention is the comparison of measured and stored Values and / or data storage and processing in the device. By means of modern Microelectronics it is possible to integrate the entire evaluation in a handy device.
Zweckmäßigerweise ist für die Mittel zum Vergleich von gemessenen und gespeicherten Werten und/oder zur Datenspeicherung und Weiterverarbeitung eine unabhängige Energiequelle im Gerät, insbesondere ein Akku, vorgesehen. So wird gewährleistet, dass gespeicherte Messwerte auch bei längerem Stromausfall nicht verloren gehen.Conveniently, is for the means for comparing measured and stored values and / or an independent energy source for data storage and further processing in the device, in particular a battery, provided. This ensures that stored Measured values even with longer periods Power failure is not lost.
Zweckmäßigerweise hat das Setzgerät einen Zähler, der Nietsetzzyklen und/oder Fehler und/oder Fehlerursachen zählt. So ist bereits mit dem Gerät selbst eine statistische Fehlerauswertung möglich.Conveniently, has the setting tool a counter, the rivet setting cycles and / or errors and / or error causes counts. So is already with the device even statistical error evaluation possible.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist das Setzgerät eine Einrichtung zur Datums- und/oder Uhrzeiterfassung auf. So können die Setzvorgänge und mögliche Fehler einem bestimmten Zeitpunkt zugeordnet werden. Es ist so im Nachhinein nachvollziehbar, wann und dadurch oft auch wo genau ein bestimmter Fehler passiert ist.at In a further development of the invention, the setting tool has a device for date and / or time recording. So the setting processes and possible Errors can be assigned to a specific point in time. It’s like that Traceable afterwards, when and therefore often exactly where certain error happened.
Eine Weiterbildung der Erfindung weist eine Einrichtung zur Übertragung von gemessenen Werten an eine externe Einheit auf. Als externe Einheit ist zum Beispiel ein Computersystem denkbar, über das eine weitere Speicherung und Auswertung der vom Setzgerät gelieferten Messwerte vorgenommen werden kann. Die einzelnen Setzgeräte könnten zum Beispiel über ihre Gerätenummern dem System zugeordnet sein.A Further development of the invention has a device for transmission of measured values to an external unit. As an external unit For example, a computer system is conceivable via which further storage and evaluation of the setting tool delivered measurements can be made. The individual setting tools could, for example, use their device numbers be assigned to the system.
Zweckmäßigerweise umfasst die Einrichtung zur Übertragung von gemessenen Werten eine Einrichtung zur Übertragung von Infrarot, Ultraschall oder Funksignalen, insbesondere „bluetooth". So gibt es zum Beispiel mit der bluetooth-Technologie ein billiges und zuverlässiges Standardbauteil für eine drahtlose Übertragung.Conveniently, includes the facility for transmission a device for the transmission of infrared, ultrasound or of measured values Radio signals, especially "bluetooth" Example with bluetooth technology a cheap and reliable Standard component for a wireless transmission.
Alternativ hierzu kann die externe Einheit eine Mobilfunk-Endeinrichtung umfassen. So ist eine drahtlose Übertragung auch über weite Strecken möglich, etwa an den Hersteller des Setzgerätes.alternative for this purpose the external unit can comprise a mobile radio terminal. That's wireless transmission also about long distances possible for example to the manufacturer of the setting tool.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung weist das Setzwerkzeug eine Einrichtung zum Abschalten des Nietsetzgerätes und/oder Anzeige der Fehlerursache, unter Ansprechen auf ein im Falle eines fehlerhaften Nietsetzvorgangs generierten Signals, auf. So ist es zum Beispiel auch möglich, einen Setzvorgang erst gar nicht durchzuführen, wenn von Anfang an ein Fehler angezeigt wird. Ist das Gerät nicht im rechten Winkel angesetzt, löst es erst gar nicht aus. Ebenso wenn sich kein Niet im Gerät befindet. Sogar falls beim Setzen eines Blindniets nur das zu befestigende Bauteil erfasst wird, ist noch ein Abbruch des Setzvorgangs unter Anzeige der Fehlerursache möglich.at an expedient embodiment of the Invention, the setting tool has a device for switching off of the rivet setting tool and / or display of the cause of the fault, in response to an im In the event of a faulty rivet setting signal generated. For example, it is also possible not to carry out a setting process at all when starting from the beginning Error is displayed. If the device is not positioned at a right angle, it will release first not at all. Also if there is no rivet in the device. Even if at Setting a blind rivet only the component to be fastened is detected, is still an abort of the setting process, showing the cause of the error possible.
Denkbar ist auch, das Signal durch eine externe Einheit, zum Beispiel einen angeschlossenen Computer zu generieren.Conceivable is also, the signal through an external unit, for example one generate connected computers.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann das Setzwerkzeug auch eine Einrichtung zum Anschluss an ein lokales Netzwerk beinhalten, wodurch eine schnelle Übertragung und Weiterverarbeitung der Daten möglich ist. Im Rahmen nacheinander folgender Montageschritte, beispielsweise am Fließbandverband, ist eine schnelle Meldung eines Fehlers besonders vorteilhaft, damit nicht der gesamte Montageprozess lange ins Stocken kommt.at In a further development of the invention, the setting tool can also be a Include equipment for connection to a local network, whereby a fast transfer and further processing of the data is possible. One after the other following assembly steps, for example on the assembly line, a quick report of an error is particularly advantageous with it the entire assembly process does not stall for a long time.
Die Zugvorrichtung des Setzgerätes kann elektrisch, insbesondere mit einem Akku, elektrohydraulisch, hydraulisch oder hydropneumatisch betrieben werden. Es ist auch möglich, ein völlig kabelloses Gerät mit Akku und drahtloser Datenübertragung bereitzustellen.The Pulling device of the setting tool can be electrical, especially with a rechargeable battery, electro-hydraulic, operated hydraulically or hydropneumatically. It is also possible, a completely wireless device with battery and wireless data transfer.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung eines nicht kabellosen Gerätes weist das Setzgerät eine Leitung für die Zuführung von Druckluft oder Strom und zumindest eine weitere Leitung zur Übertragung der gemessenen Werte auf, und die weitere Leitung bildet mit der einen Leitung einen Strang mit einem Anschluss. So müssen für Energieversorgung und Datenaustausch keine zwei Leitungen angeschlossen werden. Denkbar ist, einen Kombistecker mit zum Beispiel einer Druckluftleitung und angrenzenden Leitungen für die Datenübertragung bereit zu stellen.In a development of the invention of a non-wireless device, the setting device has a line for the supply of compressed air or electricity and at least one further line for transmitting the measured values, and the further line forms a line with a connection with the one line. This means that no two lines need to be connected for energy supply and data exchange. It is conceivable to have a combination plug with, for example, a compressed air line and adjacent lines for data transmission put.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung führt das Setzwerkzeug nach dem Anschalten einen Testzyklus durch. So können Fehler, die das Gerät betreffen, schon vor der Verwendung ausgeschlossen werden. Um zum Beispiel zu kontrollieren, ob das Werkzeug mechanisch in Ordnung ist, kann die Zugvorrichtung nach dem Einschalten automatisch vor- und zurückgefahren werden. Bei einer Schwergängigkeit der Zugvorrichtung zeigt das Werkzeug den Fehler an.at a further development of the invention, the setting tool performs after Switch on a test cycle. In this way, errors that affect the device be excluded before use. For example to check whether the tool is mechanically correct the pulling device automatically moves back and forth after switching on become. If the Pulling device shows the tool the error.
Des weiteren betrifft die Erfindung nach den Merkmalen des Anspruch 28 ein Kopfstück für ein Setzwerkzeug mit Mittel zur Messung der beim Setzvorgang vorkommenden Größenwerte, mit einer Einrichtung zum Vergleich der gemessenen Werte mit gespeicherten Werten sowie mit einer Einrichtung zur Bestimmung der Ursache der Abweichung des gemessenen vom gespeicherten Wert aus einer Menge von gespeicherten Ursachen.Of the invention further relates to the features of the claim 28 a head piece for a setting tool with means for measuring the size values occurring during the setting process, with a device for comparing the measured values with stored Values as well as with a device for determining the cause of the Deviation of the measured from the stored value from a quantity of stored causes.
Dieses Kopfstück erfüllt die erfindungsgemäße Aufgabe ebenso wie das Setzgerät. Durch ein Kopfstück ist es möglich, ein bestehendes Setzgerät mit den erfindungsgemäßen Funktionen auszustatten.This headpiece Fulfills the task according to the invention just like the setting tool. Through a head piece Is it possible, an existing setting tool with the functions according to the invention equip.
Die Erfindung betrifft des weiteren ein Setzwerkzeug mit einem Piezosensor und ein Verfahren zum Setzen von zu setzenden Teilen, vorzugsweise Nieten, insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Setzen von Nieten mit Zugspannungsmessung, sowie ein Kopfstück für ein Setzwerkzeug.The The invention further relates to a setting tool with a piezo sensor and a method for setting parts to be set, preferably rivets, in particular a device and a method for setting rivets with tension measurement, as well as a head piece for a setting tool.
Nietverbindungen werden in der industriellen Fertigung in vielfältiger Weise für das Zusammenfügen von Bauteilen verwendet. Insbesondere in der Automobil- und Flugzeugindustrie werden dabei unter dem Sicherheitsaspekt hohe Anforderungen an die Stabilität und Langzeitbelastbarkeit von Baugruppen gestellt. Die Stabilität einer Nietverbindung hängt dabei in entscheidendem Maße vom Verlauf des Nietvorgangs ab. Reißt beispielsweise der Stift einer Blindniete zu früh ab, so ist die Festigkeit und Haltbarkeit der Nietverbindung gefährdet oder zumindest nicht optimal. Ähnliches gilt beispielsweise, wenn die Blindniete nicht gerade in die Öffnung in den Blechen eingefügt wurde oder die Öffnung für den Niet nicht optimal angepaßt ist. Letzeres tritt zum Beispiel durch unrunde Öffnungen oder solche mit falschen Durchmesser.riveted joints are used in industrial manufacturing in a variety of ways for joining Components used. Especially in the automotive and aircraft industries are high demands on the security aspect stability and long-term durability of assemblies. The stability of a Rivet connection depends on it decisively on the course of the riveting process. For example, the pen tears a blind rivet too early from, the strength and durability of the riveted joint is at risk or at least not optimal. something similar applies, for example, if the blind rivet is not exactly in the opening in inserted the sheets was or the opening for the Rivet not optimally adjusted is. The latter occurs, for example, through non-circular openings or those with incorrect diameters.
Bekannte Nietsetzwerkzeuge setzen Nieten mit voreingestellten Parametern, wie etwa der anzuwendenden Zugkraft. Bei optimalen Bedingungen mag ein Nietsetzvorgang unter Verwendung eines solchen Geräts ebenfalls zu einem optimalen Ergebnis zu gelangen, jedoch werden Abweichungen von den Sollparametern, welche die Festigkeit der Verbindung beeinflussen, dabei nicht erkannt. Dies ist insbesondere bedeutungsvoll, da eine mangelhafte Nietverbindung bei äußerlicher Überprüfung durchaus den Anschein eines korrekt gesetzten Blindniets oder einer Nietmutter erwecken kann. Solche fehlerhaften Verbindungen haben negative Auswirkungen auf die Qualität der damit hergestellten Baugruppen und können in sicherheitssensiblen Bereichen, wie etwa dem Flugzeugbau sogar fatale Folgen haben.Known Rivet setting tools set rivets with preset parameters, such as the tractive force to be applied. May be in optimal conditions a rivet setting operation using such a device as well to achieve an optimal result, however, deviations the target parameters that influence the strength of the connection, not recognized. This is particularly important since one defective rivet connection when checked externally the appearance of a correctly placed blind rivet or a rivet nut can awaken. Such faulty connections have a negative impact on the quality of the assemblies manufactured with it and can be used in security-sensitive Areas such as aircraft construction even have fatal consequences.
Aus
Nachteilig an einem solchen Dehnungsmessstreifen ist, dass hierfür eine Spannungsversorgung notwendig ist, und dass der Dehnungsmessstreifen die Zugkraft nicht von sich aus in ein Spannungssignal umwandelt.adversely on such a strain gauge is a voltage supply for this is necessary, and that the strain gauge does not have the tensile force converts itself into a voltage signal.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine verbesserte Kontrolle von Nietverbindungen beim Nietsetzen bereitzustellen. Diese Aufgabe wird bereits in höchst überraschend einfacher Weise durch ein Setzwerkzeug gemäß Anspruch 50 und ein Kopfstück für ein Setzwerkzeug nach Anspruch 67 gelöst . Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen gegeben.The The present invention has therefore set itself the task provide improved control of rivet connections when riveting. This task will be extremely surprising by a setting tool according to claim 50 and a head piece for a setting tool Claim 67 solved , Advantageous further developments are given in the respective dependent claims.
Demgemäß ist ein Nietverarbeitungswerkzeug, insbesondere Nietsetzwerkzeug mit einem Kopfstück zur Aufnahme insbesondere eines Niets, einer Einrichtung zum Greifen und/oder Ziehen insbesondere eines Nietstiftes und eine mit der Einrichtung zum Greifen und oder Ziehen insbesondere eines Nietstiftes verbundene Zugvorrichtung vorgesehen, welches zusätzlich eine zumindest einen piezoelektrischen Sensor umfassende Einrichtung zur Messung der Zugspannung der Zugvorrichtung aufweist.Accordingly, one is Rivet processing tool, in particular rivet setting tool with a head piece for receiving in particular a rivet, a device for gripping and / or Pull in particular a rivet pin and one with the device connected to grip and or pull a rivet pin in particular Traction device provided, which additionally an at least one Comprehensive device for measuring the piezoelectric sensor Has tension of the traction device.
Durch die Einrichtung zur Messung der Zugspannung der Zugvorrichtung lassen sich deren Meßwerte ermitteln und auswerten. Es hat sich gezeigt, daß eine Messung des Zugspannungsverlaufs während eines Nietsetzzyklus detaillierte Informationen über den Nietsetzvorgang wiedergibt und insbesondere fehlerhafte Nietsetzvorgänge anhand des Zugspannungsverlaufs ermittelt werden können.By leave the device for measuring the tension of the pulling device their measured values determine and evaluate. It has been shown that a measurement of the tension curve during a Riveting cycle provides detailed information about the riveting process and in particular faulty riveting processes based on the tension curve can be determined.
Der für die Messung der Zugspannung verwendete piezoelektrischer Sensor ist preiswert, liefert exakte Meßwerte und lässt sich auf kleinstem Raum unterbringen. Darüber hinaus liefert ein solcher Sensor ein Spannungssignal. So ist im Unterschied zu herkömmlich verwendeten Dehn-Mess-Streifen (DMS) eine Spannungszuführung nicht erforderlich.The piezoelectric sensor used to measure the tensile stress is inexpensive, provides exact measured values and can be accommodated in the smallest space. In addition, such a sensor delivers a voltage signal. This is in contrast to conventionally used Strain gauges (strain gauges) do not require a voltage supply.
Die Erfindung eignet sich für alle Typen an Nietverarbeitungs- und Setzwerkzeugen, so zum Beispiel auch Nietsetzwerkzeuge, Blindnietmuttersetzwerkzeuge, Schließringbolzensetzwerkzeuge etc.The Invention is suitable for all types of riveting and setting tools, for example also rivet setting tools, blind rivet nut setting tools, locking ring setting tools etc.
Für die Kontrolle des Setzvorgangs können zusätzliche Parameter aufgezeichnet werden. Vorteilhaft kann beispielsweise die momentane Position der Zugvorrichtung über eine Einrichtung zur Positionsmessung der Zugvorrichtung, wie etwa einen Weggeber ermittelt werden, so daß sich Zugspannungs-Weg-Wertepaare auswerten lassen.For control of the setting process can be additional Parameters are recorded. For example, can be advantageous the current position of the pulling device via a device for position measurement the traction device, such as a displacement sensor, are determined in this way that itself Have tension-displacement-value pairs evaluated.
In einfacher Weise läßt sich die Zugspannung indirekt mittels eines Drucksensors messen, welcher beispielsweise die über die Zugvorrichtung ausgeübte Gegenkraft auf einen Teil des Nietsetzwerkzeugs mißt.In simple way measure the tension indirectly using a pressure sensor, which for example the over the traction device exercised Measures counterforce on part of the rivet setting tool.
Insbesondere für industrielle Anwendungen sind hydraulisch betriebene Zugvorrichtungen vorteilhaft, mit denen schnelle Setzzyklen mit reproduzierbaren Setzparametern durchgeführt werden können. Die Erfindung umfasst aber auch elektrische, elektrohydraulische und hydropneumatische Zugvorrichtungen. Unter den elektrischen Zugvorrichtungen ist ein kabelloses Gerät mit integrierten Akku besonders vorteilhaft.In particular for industrial Applications are hydraulically operated traction devices advantageous with which fast setting cycles with reproducible setting parameters carried out can be. The However, the invention also includes electrical, electrohydraulic and hydropneumatic traction devices. Among the electrical pulling devices is a wireless device with integrated battery particularly advantageous.
Für die Erfassung und Auswertung der von der Einrichtung zur Messung der Zugspannung der Zugvorrichtung kann in vorteilhafter Weise eine entsprechende Einrichtung im Setzgerät untergebracht sein. Weiterhin kann im Setzgerät ein Zähler untergebracht sein, der Setzzyklen zählt. Mit einem Zähler, der anhand der Zugspannungs-Meßwerte die Anzahl der durchgeführten Setzzyklen aufzeichnet, lassen sich beispielsweise Wartungsintervalle überwachen. Zusätzlich kann der Zähler dazu verwendet werden, um insbesondere bei großen Baugruppen mit einer großen Anzahl Nieten zu kontrollieren, ob eventuell Nieten ausgelassen wurden.For the capture and evaluation of the tension measuring device the pulling device can advantageously be a corresponding one Setup in the setting tool be housed. Furthermore, a counter can be accommodated in the setting tool Setting cycles count. With a counter that based on the tension measurement values the number of performed Maintenance cycles can be monitored, for example. In addition can the counter to be used especially for large assemblies with a large number Check rivets to see if any rivets have been left out.
Die Einrichtung zur Auswertung und Erfassung kann auch eine Datums- und/oder Zeiterfassungseinrichtung umfassen. Beispielsweise lassen sich durch eine Datumserfassung Gewährleistungsfristen und Wartungsfristen überprüfen. Das Gerät kann so beispielsweise eingerichtet sein, die Datumserfassung nach einer gewissen Anzahl von Nietsetzzyklen zu starten, so dass beispielsweise vor Start der Datumserfassung Probezyklen durchgeführt werden können. Mit einer zusätzliche Erfassung der Uhrzeit lässt sich beispielsweise zurückverfolgen, wann fehlerhafte Nieten gesetzt wurden.The A device for evaluation and recording can also have a date and / or include time recording device. For example, through a date registration warranty periods and check maintenance periods. The Device can be set up, for example, the date entry after a certain number of rivet setting cycles to start, for example test cycles are carried out before the start of the date acquisition can. With an additional Recording the time leaves for example, to retrace when faulty rivets were set.
Die Zugspannungs-Meßwerte und/oder die Zählerstände können auch über eine entsprechende Einrichtung zur Übertragung von Zugspannungs-Meßwerten an eine externe Einheit übertragen werden. Diese Einheit kann beispielsweise ein Rechner für die Datenauswertung und/oder Steuerung sein. Vorteilhaft läßt sich die Signalübermittlung dabei mit einer Einrichtung zur Übertragung von Infrarot, Ultraschall oder Funksignalen bewerkstelligen.The Tensile stress values and / or the meter readings can also have a appropriate facility for transmission tension measurement values transferred to an external unit become. This unit can, for example, be a computer for data evaluation and / or control. The signal transmission can be advantageous with a device for transmission of infrared, ultrasound or radio signals.
Weiterhin können die Daten auch über ein Mobilfunknetz an eine Mobilfunk-Endeinrichtung übertragen werden. Damit können beispielsweise für Ferndiagnosen bei fehlerhafter Funktion des Gerätes die Daten direkt an eine Wartungsabteilung oder den Hersteller übertragen werden. Ebenso kann dadurch der Hersteller überprüfen, ob die erforderlichen Wartungsintervalle eingehalten wurden.Farther can the data also about transmit a cellular network to a cellular terminal become. So that can for example for remote diagnosis if the device malfunctions, the data is sent directly to a Maintenance department or the manufacturer can be transferred. Likewise can thereby the manufacturer check whether the required maintenance intervals have been observed.
Vorzugsweise umfaßt die Einrichtung zum Greifen eines Nietstiftes außerdem Klemmbacken, die über ein mit einer Zugspindel verbundenes Futter betätigt werden. Die Zugspannung wird dabei über eine Zugspindel übertragen.Preferably comprises the device for gripping a rivet pin also clamping jaws that over a chuck connected with a pull spindle. The tension is about a Transfer tension spindle.
Das Setzgerät kann für eine schnelle Verteilung der Daten an mehrere externe Auswerteeinheiten auch mit einer Einrichtung zum Anschluß an ein lokales Netzwerk versehen sein.The setting tool can for fast distribution of the data to several external evaluation units also provided with a device for connection to a local network his.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Kopfstück für ein Setzwerkzeug, das eine zumindest einen piezoelektrischen Sensor umfassende Einrichtung zur Messung der von der Zugvorrichtung ausgeübten Zugspannung umfasst.Finally concerns the invention a headpiece for a Setting tool that has at least one piezoelectric sensor comprehensive device for measuring the tension exerted by the pulling device includes.
Dieses Kopfstück entspricht in seiner Funktion der Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nach Anspruch 50, mit dem Unterschied, dass hier die zum Messen der Zugspannung erforderliche Einrichtung mit einem piezoelektrischen Sensor komplett in das Kopfstück integriert ist. So ist es möglich, für ein vorhandenes Setzgerät ein Kopfstück mit der erfindungsgemäßen Funktion bereitzustellen. Das hat den Vorteil, dass kein komplettes Setzgerät angeschafft werden muss. Das Kopfstück kann mit entsprechen Anschlüssen für Setzwerkzeuge von unterschiedlichen Herstellern bereitgestellt werden. Dabei kommt dem erfindungsgemäßen Kopfstück der Vorteil zugute, dass der Piezosensor keine Spannungsversorgung benötigt.This headpiece corresponds in its function to the solution of the task according to the invention Claim 50, with the difference that here for measuring the tension complete setup with a piezoelectric sensor in the headpiece is integrated. So it is possible for an existing one setting tool a headpiece with the function according to the invention provide. This has the advantage that no complete setting tool has been purchased must become. The headpiece can with corresponding connections for setting tools be provided by different manufacturers. Here comes the headpiece of the invention the advantage benefit that the piezo sensor does not require a power supply.
Schließlich betrifft die Erfindung einen Niet. Das erfindungsgemäße Setzgerät nach den Merkmalen des Anspruch 1 ist beim Vergleich von gemessenen Werten, wie zum Beispiel der Zugspannung zu einem bestimmten Zeitpunkt des Setzvorgangs von einer Einheitlichkeit der Setzvorgänge abhängig. Nachteilig sind dabei vor allem Nieten, die unterschiedliche Eigenschaften haben. Sind die Eigenschaften zum Beispiel infolge unterschiedlichen Materials oder aufgrund von Fertigungstoleranzen sehr unterschiedlich, kann das Gerät nicht optimal programmiert werden. Dann muss auch die Toleranzgrenze für einen Setzvorgang heraufgesetzt werden, was für ein optimales Setzergebnis wiederum nachteilig ist. Aufgabe der Erfindung war daher auch, einen Niet bereitzustellen, der im wesentlichen gleichbleibende Eigenschaften hat.Finally, the invention relates to a rivet. The setting device according to the features of claim 1 is dependent on a uniformity of the setting processes when comparing measured values, such as the tensile stress at a certain point in time of the setting process. The main disadvantage is rivets with different properties. Are your own If, for example, due to different materials or due to manufacturing tolerances, the device cannot be optimally programmed. Then the tolerance limit for a setting process must also be increased, which in turn is disadvantageous for an optimal setting result. The object of the invention was therefore also to provide a rivet which has essentially constant properties.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden, wobei sich in den einzelnen Zeichnungen gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche Bestandteile beziehen.The In the following, the invention is intended to be based on preferred exemplary embodiments and will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals in the individual drawings same or similar Obtain ingredients.
Es zeigen:It demonstrate:
Bei der nachfolgenden Beschreibung wird vornehmlich Bezug auf den Nietsetzvorgang, dies bedeutet das Setzen eines Niets genommen. Hierbei umfasst jedoch das beschriebene Nietsetzen das Setzen von Blindnieten, Nietmuttern und insbesondere auch das Setzen von Schließringbolzen, selbst wenn dieses nicht mehr ausdrücklich erwähnt ist. Soweit für die jeweilige Ausführungsform ein anderes Kopfstück, Mundstück, Futter oder eine andere Aufnahme nötig ist, kann ein Fachmann auf diesem Gebiet entsprechende Anpassungen an die aktuellen Anforderungen vornehmen.at the following description will primarily refer to the riveting process, this means putting a rivet in place. However, this includes the described rivet setting the setting of blind rivets, rivet nuts and in particular the setting of locking bolts, even if this no longer expressly mentioned is. So far for the respective embodiment another head piece, Mouthpiece Food or other intake is necessary, a specialist appropriate adjustments to current requirements in this area make.
In
An
einem am Handgriff befestigten Teil
Die Übertragung zu einer externen Auswerteeinheit kann alternativ zu einer Übermittlung über Kabelverbindungen auch über entsprechende Einrichtungen zur Übermittlung und Empfang von Infrarot-, Ultraschall- oder Funksignalen geschehen. Insbesondere kann das Nietsetzgerät auch eingerichtet sein, die Signale über ein Mobilfunknetz an eine Endeinrichtung zu übertragen, wodurch sich große Distanzen zwischen Nietsetzgerät und externer Auswerteeinheit erreichen lassen.The transfer to an external evaluation unit can alternatively to a transmission via cable connections also about appropriate facilities for transmission and reception of infrared, ultrasound or radio signals. In particular, the rivet setting tool can also be set up Signals about to transmit a mobile network to a terminal device, which means long distances between rivet setting tool and external evaluation unit.
Das
Nietsetzgerät
Die
Graphen
Graph
Anhand dieser Graphen wird deutlich, daß der zeitliche Verlauf der Zugspannung detaillierte Auskunft über den Zustand des gesetzten Niets geben kann.Based this graph shows that the time course of the Tensile stress detailed information about the state of the set Can give rivets.
Im
Folgenden wird Bezug auf die
In
Die
Auswerteeinheit
In
Die
Auswerteeinheit
Durch
die über
das Futter
Die
Auswertung kann durch Setzen verschiedener Sollfelder
Claims (81)
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