EP0454890B1 - Vorrichtung zur Überwachung von Verarbeitungsgeräten für Blindbefestiger - Google Patents

Vorrichtung zur Überwachung von Verarbeitungsgeräten für Blindbefestiger Download PDF

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EP0454890B1
EP0454890B1 EP19900108412 EP90108412A EP0454890B1 EP 0454890 B1 EP0454890 B1 EP 0454890B1 EP 19900108412 EP19900108412 EP 19900108412 EP 90108412 A EP90108412 A EP 90108412A EP 0454890 B1 EP0454890 B1 EP 0454890B1
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EP
European Patent Office
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appliance
eprom
monitoring appliance
monitoring
rivetter
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EP19900108412
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English (en)
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Inventor
Michael Dipl.-Ing. Honsel
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Cesione Epo vvg Befestigungstechnik Beteiligungs G
Original Assignee
Alfred Honsel Nieten- und Metallwarenfabrik & Co GmbH
Honsel Nieten & Metallwarenfab
VVG Befestigungstechnik GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8203950&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0454890(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/28—Control devices specially adapted to riveting machines not restricted to one of the preceding subgroups
    • B21J15/285—Control devices specially adapted to riveting machines not restricted to one of the preceding subgroups for controlling the rivet upset cycle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B27/00—Hand tools, specially adapted for fitting together or separating parts or objects whether or not involving some deformation, not otherwise provided for
    • B25B27/0007—Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners
    • B25B27/0014—Tools for fixing internally screw-threaded tubular fasteners motor-driven

Definitions

  • the invention relates to a blind rivet setting device according to the features of the preamble of claim 1.
  • blind rivet setting tools The general problem with blind rivet setting tools is that the proper functioning of the device can usually only be determined by the work result. However, if the blind rivets or blind rivet nuts are used in such a way that the closing head is completely covered, you can only get a meaningful quality result if the rivet connection is destroyed. From the generic DE-A-2537793 a hydraulic blind rivet setting device is already known, which has a viewing window in the range of movement of the chuck.
  • an automatic blind rivet setting device is known from US-A-3685716, in which the insertion of the pulling mandrel of a blind rivet into the blind rivet setting device is carried out automatically.
  • the invention has for its object to provide a blind rivet setting tool of the type mentioned that monitors the setting process of blind rivets or blind rivet nuts and ensures that the blind rivet setting tool works with a predetermined tensile force, incorrect setting processes are to be displayed.
  • the force measuring device expediently consists of a strain gauge, which converts mechanical stresses into electrical quantities, or of a pressure cell, which converts the mechanical stress into an electrical quantity.
  • the correct tractive force is monitored by a monitoring device comparing the electrical quantities with a setpoint stored in an EPROM.
  • the EPROM advantageously contains a plurality of selectable target values which are compared in the monitoring device with the electrical measured variable (actual value).
  • an optical and / or acoustic signal is generated in response to the monitoring device if the predetermined tractive force deviates from the actual value.
  • the monitoring device counts the blind fasteners processed by the device.
  • the monitoring device is expediently arranged in the device or outside.
  • a device for measuring the working stroke of the device is provided.
  • a pressure measuring device is located between the pulling mechanism and a spring and delivers an electrical measured variable proportional to the working stroke.
  • An advantageous embodiment is that the monitoring device reads out the corresponding value of the working stroke.
  • An advantageous further training is that time, stop and optical as well as acoustic alarm functions are provided.
  • a further development is that a display is provided which shows the results determined by the monitoring device.
  • a special embodiment is that a control panel is provided, via which the desired values and functions are entered and shown on the display.
  • FIG. 1 shows the side view of a rivet setting tool in which the invention is used.
  • a rivet setting tool 1 is shown in a schematic manner, in which the invention is used.
  • a force measuring device 2 for example a strain gauge, is attached to the front part of a pulling mechanism 3, which ensures that the rivet setting tool 1 works with a predetermined pulling force. It is also conceivable to use all pressure cans suitable for this purpose in order to determine the tensile force.
  • the strain gauge 2, which acts as a force measuring device, serves to measure the tensile force on a blind rivet in order to draw conclusions about a successful setting process, ie to recognize whether a rivet has been successfully set.
  • the strain gauge 2 is attached along the axis on the pulling mechanism 3 so as to measure the normal stresses occurring on the pulling mechanism 3.
  • a deformation or expansion of the pulling mechanism 3 has a direct effect on the deformation of the strain gauge 2, whereby this one the change in length of the tension mechanism 3 experiences proportional change in electrical resistance.
  • the strain gauge 2 accordingly works as a resistance modulator and can be arranged as a resistance element in a Wheatston bridge circuit in order to produce measurable voltage changes that are proportional to the tensile force.
  • the strain gauge 2 thus causes mechanical stresses to be converted into electrical stresses.
  • the analog electrical measured variable supplied by the strain gauge 2 is first digitized in an A / D converter, since the setpoint selected via the control panel is also stored as a digitally stored value, which is stored in a memory, for example an EPROM , is present. Now the measured and digitized actual value can be compared with the specified target value on a digital basis. If the deviation of the comparison value lies outside an additionally specified tolerance range, an optical and / or acoustic signal is generated in response to this deviation value, that is, if the setting process has not been carried out in the desired manner.
  • the cross section and the modulus of elasticity of the material used must be known, which is determined by the ratio of tensile force to elongation.
  • Each material has a specific modulus of elasticity and can therefore easily be found in the material tables.
  • the deformation of the tensile mechanism should lie within the linearity range, since this is the only way to establish a well-defined relationship between tensile force, elongation and electrical Changes in resistance of the strain gauge 2 is given. In this way, each tensile force is assigned a specific electrical resistance value.
  • a further measuring device which measures the working stroke of the pull mechanism 3.
  • an optical incremental length encoder is provided, which consists of an optical sensor 11 embedded in the front inner diameter of the housing 10 and of a pulse generator strip 5 attached to the outer circumference of the pulling mechanism 3.
  • the sensor 11 is arranged such that it strokes the pulse generator strip 5 during the pulling process of the pulling mechanism and emits the counting pulses to the monitoring device 4.
  • Each count pulse corresponds to a precisely determined distance, so that the number of count pulses determined corresponds to a very specific distance.
  • the display 8 is attached to the housing 10 and shows the results determined by the monitoring device 4. For this purpose, the monitoring device reads out the determined value from the EPROM and displays it on the display 8.
  • a control panel 9 is provided on the housing 10, the inputs of which are shown on the display 8.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Blindnietsetzgerät gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Allgemein besteht bei Blindnietsetzgeräten das Problem, daß die einwandfreie Funktion des Gerätes in aller Regel nur am Arbeitsergebnis feststellbar ist. Wenn die Blindniete oder Blind-Einnietmuttern jedoch so eingesetzt werden, daß der Schließkopf vollkommen verdeckt ist, kann man nur zu einem aussagefähigen Qualitätsergebnis gelangen, wenn die Nietverbindung zerstört wird. Aus der gattungsbildenden DE-A-2537793 ist bereits ein hydraulisches Blindnietsetzgerät bekannt, das im Bewegungsbereich des Spannfutters ein Sichtfenster aufweist.
  • Darüber hinaus ist aus der US-A-3685716 ein automatisches Blindnietsetzgerät bekannt, bei dem das Einsetzen des Zugdorns eines Blindniets in das Blindnietsetzgerät automatisch vorgenommen wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Blindnietsetzgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, daß den Setzvorgang von Blindnieten oder Blind-Einnietmutternn überwacht und sicherstellt, daß das Blindnietsetzgerät mit einer vorgegebenen Zugkraft arbeitet, wobei fehlerhafte Setzvorgänge angezeigt werden sollen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Zweckmäßigerweise besteht die Kraftmeßeinrichtung aus einem Dehnungsmeßstreifen, der mechanische Spannungen in elektrische Größen umwandelt, oder aus einer Druckdose, die die mechanische Spannung in eine elektrische Größe umsetzt. Die Überwachung der richtigen Zugkraft erfolgt dadurch, daß eine Überwachungseinrichtung die elektrischen Größen mit einem in einem EPROM abgelegten Sollwert vergleicht.
  • Vorteilhafterweise enthält das EPROM mehrere auswählbare Sollwerte, die in der Überwachungseinrichtung mit der elektrischen Meßgröße (Istwert) verglichen werden.
  • Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß unter Ansprechen auf die Überwachungseinrichtung ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt wird, wenn die vorgegebene Zugkraft von dem Istwert abweicht.
  • Eine Weiterbildung liegt darin, daß die Überwachungseinrichtung die vom Gerät verarbeiteten Blindbefestiger zählt. Zweckmäßig ist die Überwachungseinrichtung im Gerät oder außerhalb angeordnet.
  • Um einen Verschleiß des Spannmechanismus oder Undichtigkeiten im Drucksystem bei Pneumatik oder Hydraulik festzustellen, ist eine Einrichtung zur Messung des Arbeitshubes des Gerätes vorgesehen.
  • Es ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß eine Druckmeßeinrichtung zwischen dem Zugmechanismus und einer Feder liegt und eine dem Arbeitshub proportionale elektrische Meßgröße liefert.
  • In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, daß in dem EPROM eine Tabelle angelegt ist, die der ermittelten elektrischen Meßgrößen den entsprechenden Arbeitshub zuordnet.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, daß die Überwachungseinrichtung den entsprechenden Wert des Arbeitshubes ausliest.
  • Eine vorteilhafte Fortbildung liegt darin, daß Zeit-, Stopp- und optische sowie akustische Alarmfunktionen vorgesehen sind.
  • Eine Weiterbildung liegt darin, daß ein Display vorgesehen ist, das die von der Überwachungseinrichtung ermittelten Ergebnisse anzeigt.
  • Eine besondere Ausgestaltung liegt darin, daß ein Bedienungsfeld vorgesehen ist, über das die gewünschten Sollwerte und Funktionen eingegeben und auf dem Display angezeigt werden.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden.
    Die Figur zeigt die Seitenansicht eines Nietsetzgerätes, in das die Erfindung eingesetzt ist.
  • In der Figur ist ein Nietsetzgerät 1 in schematischer Weise dargestellt, in der die Erfindung eingesetzt ist. Eine Kraftmeßeinrichtung 2, beispielsweise ein Dehnungsmeßstreifen, ist an dem vorderen Teil eines Zugmechanismus 3 angebracht, die sicherstellt, daß das Nietsetzgerät 1 mit einer vorgegebenen Zugkraft arbeitet. Es ist ebenso denkbar, alle für diesen Zweck geeigneten Druckdosen zu verwenden, um die Zugkraft zu ermitteln. Der als Kraftmeßeinrichtung wirkende Dehnungsmeßstreifen 2 dient dazu, die Zugkraft an einem Blindniet zu messen, um daraus Rückschlüsse auf einen erfolgten Setzvorgang zu ziehen, d. h. zu erkennen, ob ein Niet erfolgreich gesetzt worden ist. Dazu wird der Dehnungsmeßstreifen 2 längs der Achse auf dem Zugmechanismus 3 angebracht, um so die an dem Zugmechanismus 3 auftretenden Normalspannungen zu messen. Eine Verformung bzw. Dehnung des Zugmechanismus 3 wirkt sich unmittelbar als Verformung des Dehnungsmeßstreifens 2 aus, wodurch dieser eine der Längenänderung des Zugmechanismus 3 proportionale elektrische Widerstandsänderung erfährt. Der Dehnungsmeßstreifen 2 arbeitet demnach als Widerstandsmodulator und kann als ein Widerstandselement in einer Wheatston'schen Brückenschaltung angeordnet sein, um so meßbare und der Zugkraft proportionale Spannungsänderungen hervorzurufen. Der Dehnungsmeßstreifen 2 bewirkt also die Umsetzung von mechanischen Spannungen in elektrische Spannungen. Mittels eines Bedienungsfeldes 9 ist es möglich, eine vorgegebene Zugkraft einzustellen, die von einer Überwachungseinrichtung 4 mit dem gemessenen Wert des Dehnungsmeßstreifens 2 verglichen wird. Dazu ist es erforderlich, daß die von dem Dehnungsmeßstreifen 2 gelieferte analoge elektrische Meßgröße zuerst in einem A/D-Wandler digitalisiert wird, da der über das Bedienungsfeld ausgewählte Sollwert ebenfalls als digital gespeicherter Wert, der in einem Speicher, beispielsweise einem EPROM, abgelegt ist, vorliegt. Jetzt kann der gemessene und digitalisierte Istwert mit dem vorgegebenen Sollwert auf digitaler Basis verglichen werden. Liegt die Abweichung des Vergleichswertes außerhalb eines zusätzlich vorgegebenen Toleranzbereiches, so wird unter Ansprechen auf diesen Abweichungswert ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt, also wenn der Setzvorgang nicht in der erwünschten Weise erfolgt ist. Um eine genaue Angabe über den Zusammenhang zwischen Zugkraft und Verformung des Zugmechanismus 3 und damit über die elektrische Größe des Dehnungsmeßstreifens 2 zu erhalten, muß der Querschnitt und der Elastizitätsmodul des verwendeten Materials bekannt sein, der durch das Verhältnis von Zugkraft zur Dehnung bestimmt wird. Jeder Werkstoff besitzt einen spezifischen Elastizitätsmodul und kann daher leicht den Werkstofftabellen entnommen werden. Gemäß dem Hook'schen Gesetz soll die Verformung des Zugmechanismus innerhalb des Linearitätsbereiches liegen, da nur so ein wohl definierter Zusammenhang zwischen Zugkraft, Dehnung und elektrischen Widerstandsänderungen des Dehnungsmeßstreifens 2 gegeben ist. Auf diese Weise ist jeder Zugkraft genau ein bestimmter elektrischer Widerstandswert zugeordnet. Es ist nun möglich, Werte für mehrerer Zugkräfte in digitaler Form durch die zugehörigen elektrischen Größen des Dehnungsmeßstreifens in einem EPROM zu speichern. Neben der Ermittlung der Zugkraft ist vorgesehen, daß die im Gerät 1 oder außerhalb angeordnete Überwachungseinrichtung 4 die vom Gerät 1 verarbeiteten Blindbefestigungen zählt. Dies vereinfacht das Einhalten von Wartungsintervallen, indem beispielsweise nach einer vorgegebenen Anzahl von Setzvorgängen in einem Display 8 ein Hinweis auf den nächsten Wartungszyklus erscheint. So ist auch denkbar, für verschiedene Projekte, die an einem Tag ausgeführt werden, jeweils die Anzahl der Setzvorgänge zu registrieren, um somit die Berechnung der Arbeitsleistungen zu vereinfachen.
  • Wie in der Figur dargestellt, ist eine weitere Meßeinrichtung vorgesehen, die den Arbeitshub des Zugmechanismus 3 mißt. Dazu ist ein optischer inkrementaler Längencodierer vorgesehen, der aus einem in den vorderen Innendurchmesser des Gehäuses 10 eingebetteten optischen Sensor 11 und aus einem auf dem Außenumfang des Zugmechanismus 3 angebrachten Impulsgeberstreifen 5 besteht. Der Sensor 11 ist so angeordnet, daß er während des Zugvorganges des Zugmechanismus über den Impulsgeberstreifen 5 streicht und die Zählimpulse an die Überwachungseinrichtung 4 abgibt. Jeder Zählimpuls entspricht dabei einer genau bestimmten Wegstrecke, so daß die Anzahl der ermittelten Zählimpulse einer ganz bestimmten Wegstrecke entspricht. Aus dem Vergleich des so ermittelten Arbeitshubes mit einem zuvor über das Bedienungsfeld 9 eingegebenen Arbeitshubes lassen sich der Verlust von Druckmitteln bei pneumatischen oder hydraulischen Verarbeitungsgeräten bei zu kleinen Hüben bzw. Verschleißerscheinungen an dem Spannmechanismus bei zu großen Hüben feststellen.
  • Um eine genaue Zuordnung zwischen den Zählimpulsen und dem tatsächlich zurückgelegten Weg zu erhalten, ist in dem EPROM eine Tabelle angelegt, die diese Zuordnung vornimmt. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß alle gleichwirkenden Meßeinrichtungen anstelle der vorstehend beschriebenen Meßeinrichtung einsetzbar sind. Auf dem Gehäuse 10 ist das Display 8 angebracht, das die von der Überwachungseinrichtung 4 ermittelten Ergebnisse anzeigt. Dazu liest die Überwachungseinrichtung den ermittelten Wert aus dem EPROM heraus und bringt ihn auf dem Display 8 zur Anzeige.
  • Um die gewünschten Sollwerte und Funktionen eingeben zu können, ist auf dem Gehäuse 10 ein Bedienungsfeld 9 vorgesehen, dessen Eingaben auf dem Display 8 angezeigt werden.

Claims (13)

  1. Blindnietsetzgerät (1) mit einem Zugmechanismus zum Aufbringen einer Zugkraft auf den Zugdorn eines zu setzenden Blindniets, dadurch gekennzeichnet, daß im Zugmechanismus (3) eine mit einer Überwachungseinrichtung (4) verbundene Kraftmeßeinrichtung (2) vorgesehen ist, die mechanische Spannungen in elektrische Größen umwandelt, die von der Überwachungseinrichtung (4) mit einem vorbestimmten und in einem EPROM abgelegten Sollwert verglichen wird, wobei unter Ansprechen auf die Überwachungseinrichtung (4) ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt wird, wenn der vorbestimmte Sollwert von der ermittelten elektrischen Größe (Istwert) abweicht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung (2) aus einem Dehnungsmeßstreifen besteht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung aus einer Druckdose besteht.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem EPROM mehrere auswählbare Sollwerte abgelegt sind, die in der Überwachungseinrichtung (4) mit der elektrischen Meßgröße (Istwert) verglichen werden.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (4) im oder außerhalb des Geräts (1) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Anspüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (4) die vom Gerät (1) verarbeiteten Blindniete zählt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (5, 11) zum Messen des Arbeitshubs des Gerätes (1) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckmeßeinrichtung (5, 11) zwischen dem Zugmechanismus (3) und einer Feder liegt und eine dem Arbeitshub proportionale elektrische Meßgröße liefert.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem EPROM eine Tabelle abgelegt ist, die der ermittelten elektrischen Meßgröße den entsprechenden Arbeitshub zuordnet.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (4) den Wert des Arbeitshubes aus der Tabelle des EPROM's ausliest.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Display (8) vorgesehen ist, das die von der Überwachungseinrichtung (4) ermittelten Ergebnisse anzeigt.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Zeit-, Stopp- und optische sowie akustische Alarmfunktionen vorgesehen sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bedienfeld (9) vorgesehen ist, über das die gewünschten Sollwerte und Funktionen eingegeben und auf dem Display (8) angezeigt werden.
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